西南山区矿井充水因素分析

余芳芳　魏中举

摘 要：通过分析矿井的水文地质条件以及各充水因素，得出该煤矿井下充水的主要原因是大气降水，同时地下水起到一定的补充作用，含、隔水层相间分布，自然情况下隔水层隔水性能好。在煤层开采过程中，应注意突水现象，尤其在靠近老窑采空区时，一定要加强探防水工作。

关键词：水文地质；矿井充水因素；含水层

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.108

1 矿井水文地质概况

矿区位于近地表分水岭斜坡地段上，地形较陡，有利于地表水自然排泄。煤矿范围内出露的地层有茅口组、吴家坪组、长兴组和第四系松散层。矿区内煤层大部分埋藏于潜水面之下，矿区岩溶发育，随处可见洼地、漏斗、落水洞、深沟、石芽、残丘等。由于含、隔水层相间分布，自然情况下隔水层隔水性能好，透水性能差[1-2]。矿区内含水层之间的补给都是通过大气降水，主要的补给途径是通过岩层裂隙、断层破碎带、岩溶塌陷等渗入地下。地下水主要赋存于碳酸盐岩岩溶水、裂隙及孔隙中，并沿地形自然斜坡作分散迳流运动。目前生产巷道内有充水，主巷内较为潮湿，局部可见顶板有滴水现象。

2 矿井充水水源

2.1 大气降水对矿井充水的影响

大气降水是区内地下水的主要补给来源。矿区年平均降雨量1238.8mm，每年5-10月为大雨、暴雨季节，其降雨量占年降雨量的75%。大气降水中有一部分沿裂隙或孔隙补给地下，沟通井下含水层，对井下巷道开掘及煤层回采造成一定的影响。

2.2 地表水对矿井充水的影响

白水河流经矿区，为典型的山区雨源型河流，当矿井开采河床下之煤层或浅部煤层时涌水量可能会增大，雨季时河水暴涨，河床压力增大，河水渗入矿井可能性和涌入量将增加。矿区发育的白水河是当地侵蚀基准面，其标高高于井下现开采煤层标高+900m水平，矿区内煤层大部分埋藏于潜水面之下，在开采条件下可通过塌陷带、裂隙、断层渗入井下而成为充水水源，对中下部煤层的开采构成威胁。

2.3 地下水含水层对矿井充水的影响

由于受区域构造应力作用，形成洗马向斜，其次受次级分水岭的控制，地下水以白水河为侵蚀基准面汇流，最后受构造及地形地貌的控制形成条带状展布的沉积岩层，决定了地下水由南向北迳流，运移表现为分散迳流型。本矿可采煤层D煤层所在地层为吴家坪组第一段上部，其顶部含水层有吴家坪组第二段（中等含水层），吴家坪组第三段（弱含水层），长兴组（中等含水层），大冶组第一段（富水性弱，可视为相对隔水层），大冶组第二段（富水性强），第四系（富水性弱）。其底部含水层为茅口组（强含水层）。茅口组灰岩含水层位于煤系地层下部，一般处于自然状态下与各煤层之间水力联系比较弱。但在裂隙带或受断层影响破碎地带，该含水层将与煤层发生水力联系，成为矿井充水水源。矿区内吴家坪组二段与矿井之间水力联系较强，主要是导水断层或其他导水通道沟通上覆、下伏含水层的水力联系时，这些含水层将成为矿井的主要充水水源。

2.4 断层对矿井充水的影响

矿区为洗马向斜东翼近核部，矿区范围总体属单斜岩层，倾向北西277°，倾角20-35°，平均倾角30°，地表未发现断层及褶曲，井下发现数条断距大于1-5m的断层。根据实地踏勘，结合地震波三相探测数据，断层破碎带含水带呈脉状或带状，含水带沿断层走向延伸，其长度和深度取决于断层破碎带规模的大小。但应注意断层破碎带对含水层之间水力联系的影响。

2.5 采空区积水对矿井充水的影响

井田边界附近还存在其它煤矿采空区，根据矿方提供的资料，在矿区内外形成的采空区面积约56742m2，积水量约13270m3，开采最低标高在+900m。当矿井一旦扩大生产能力，原有废弃的开采系统、采空区积水势必成为悬在拟开采区头上的水患，成为矿井直接突水的水源。

3 结语

大气降水通过岩层裂隙、岩溶通道等渗入地下，补给地下水。煤矿床上覆地层为吴家坪组地层，矿区内吴家坪组含煤地层岩溶水对煤矿床开采有一定的影响；吴家坪组下伏的茅口组强岩溶含水层之间水力联系也较强，导水裂隙或其他导水通道沟通上覆、下伏含水层与矿床水力联系时，这些含水层将会成为矿井的主要充水水源。

参考文献：

[1]岳拥军，白云来，贾安立等.复杂水害威胁矿井充水因素分析及防治[J].礦业安全与环保，2011，38（02）：63-65.

[2]王英，樊永贤，罗一夫.崔家沟煤矿矿井充水因素分析[J].西安科技大学学报，2012，32（06）：722-725.

基金项目：贵州省科技厅技术基金项目（黔科合LH字[2015]7607号）。

作者简介：余芳芳（1987-），女，硕士，讲师，主要从事地质工程的教学和研究工作。