黑塘煤矿矿井充水因素分析

(贵州省煤田地质局地质勘察研究院，贵州 贵阳 550081)

1 煤矿概况

1.1 地形地貌及构造

黑塘煤矿位于贵州省六盘水市六枝特区新场乡、岩脚镇，井田走向长约11.72 km，倾向宽约1.71～3.24 km，面积28.52 km2。矿井采用斜井开拓，采煤方法用走向长壁采煤法、全部垮落法管理顶板。矿井设计生产规模为60万 t/a。勘查区地处黔西高原向黔中丘陵过渡地带，属以侵蚀、溶蚀山地沟谷地貌为主的低中山地区，含煤地层出露地段地势相对平缓，多呈带状缓坡地貌，地势西南高，北西、南东低，区内海拨标高为+1 794.10～1 293.27 m，相对高差500.83 m。黑塘井田位于比德向斜西南翼中段南部，总体浅部较陡、深部宽缓的单斜构造，整体形成近”V”字型。浅部地层倾角25°～50°，一般40°，深部5°～20°，其间发育有次一级断裂构造和褶曲，发育大小断层21条，主要断层为北西部F12、F13、F14和南东部F16、F17、F18，其构造复杂程度类型为中等(图1)。

图1 黑塘矿区地质示意图

1.2 河流水系及水文地质

区地表水系不发育，主要以山间雨源性溪流为主，属长江流域乌江水系三岔河上游支流，但区内冲沟水较发育，南东部陶家寨桥边冲沟水由南向南东径流，实测流量约668.87～6 579.52 L/s；北西部两路口、西南部黑塘河坝冲沟水由北西向东或西南向东径流，流量小于200 L/s，其流量受大气降水影响较大，最终汇入三岔河。三岔河河床为当地最低侵蚀基准面，标高约为+1 150 m。区内大部分煤矿床标高均在当地侵蚀基准面以下。根据水文地质调查和勘探成果，结合岩性组合和地下水埋藏条件，煤矿范围内地下水类型及含水岩组水位地质特征见表1。

2 矿井充水因素分析

2.1 充水水源

(1) 大气降水：大气降水为区内主要充水水源，矿区属补给径流区。大气降水往往成为矿井充水的主要水源，其充水程度与降水量大小、降水的性质有密切的关系，为矿床间接充水水源。

(2) 地表水：区内地表水体不发育，且溪沟水较发育，随着降雨季节暴涨暴落，其动态变化极大，在浅部开采条件下可沟通地裂和塌陷裂隙渗入矿井而成为充水水源，对煤层的开采构成威胁。为矿床间接充水水源。

(3) 地下水：永宁镇组一段岩溶裂隙发育，含水较丰富，不均匀性明显，有多层隔水层相隔，对矿井充水没影响；飞仙关组四段、二段岩溶中等含水层之间有较厚二层和一层隔水层，在自然条件下，与含煤地层水力联系较弱，为矿床间接充水水源。

长兴组弱裂隙水：直接覆盖于龙潭组之上，富水性、导水性弱，由于煤层开采时长兴组基岩裂隙水可通过冒裂带进入矿井，将来成为矿井直接充水水源。

龙潭组弱裂隙水：该地层为风化裂隙水、构造裂隙水，属含水性弱，但该地层厚度大，具承压性，不容忽视，该组为矿井直接充水水源。

茅口组岩溶裂隙、管道水：茅口组古岩溶发育程度高，与玄武岩组接触侵蚀面起伏变化较大，凹凸不平。矿井下煤组32号煤层底板与玄武岩组层间距厚42.58～92.78 m，平均厚61.37 m，正常情况下极限安全底板的厚度大于33 m，断层破碎带上为74 m以上，南东部受F16断层影响煤系地层抬升，其断层落差450 m，切割至茅口组岩溶含水层，水头压力约达到4.5 MPa，而破碎带承受的水头压力为0.74 Mpa，在局部受构造影响及切割部位，尤其是下部可采煤层因构造破碎等原因出现与煤系地层或下煤组煤层直接对口接触时，要预防局部出现底部突水威胁。

(4)滑坡体孔隙水：滑坡体富水性弱，导水性、透水性强，与煤层之间无隔水层阻隔，在其附近下部采矿活动时滑坡体孔隙水为矿床浅部直接充水水源。

(5)老窑积水：矿区含煤地带浅部大多有老窑分布，这些老窑及小煤矿废弃的巷道或采掘面，积有规模不等的老窑水，危害极大，成为矿井浅部直接充水水源，经预算老窑和小煤矿的采空区积水量约为180 000 m3。

表1 煤矿地下水类型及含水岩组水文地质特征表

2.2 充水途径

(1)采矿裂隙：未来煤矿的开采过程中，由于开采形成的采空区，势必将引起其上方产生冒落裂隙和导水裂隙出现，底板产生裂隙或底鼓，这些裂隙就成了

沟通含水层或地表水与煤层的良好通道。

(2)断裂带：勘查区正断层较发育，在矿床开采中，人工作业出现大量裂隙，破坏了地下水的自然流场，地表水地下水就有可能沿断裂带涌入矿井。尤其是断层密集带，更应引起重视。

(3)封闭不良钻孔：未封闭或封孔质量不良的钻孔可能存在，它们可成为沟通煤层顶板地下水和地表水的通道。

3 结语

在充分收集黑塘煤矿地质勘查资料及调查的基础上，对煤矿的水文地质条件进行研究，对煤矿在开采时井下充水因素进行了分析。矿井的充水水源主要为龙潭组、长兴组地层的裂隙水、老窑积水、滑坡孔隙水等。这些水源的补给主要是大气降水。另在废弃老窑和断裂构造分布地段，矿区井下可能产生突水，因此，在煤矿建设和生产中，在可能产生突水地段，必须要采取相应的矿井防治水措施，防止突水事故的发生。

[1]刘从义，等.贵州省六盘水市黑塘矿区黑塘井田煤炭勘探地质[R].2012.

[2]房佩贤，卫中鼎，等.专门水文地质学(M)北京：地质出出版社.1987.