梨园河煤矿隐蔽致灾因素及防治措施

彭海斌

（大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司梨园河煤矿，山西 原平 034000）

1 梨园河煤矿地质概况

梨园河煤矿位于宁武县城正东方向，隶属于宁武、原平市管辖。梨园河煤矿断裂构造较发育，较大的构造位于井田东南角、西北角，层间小断层时有发生。井田北部断层，除个别走向为南北方向以外，大部分走向北东，倾向南东或北西，都为高角度正断层，倾角达70°以上。井田南部断层，基本为北东东向断裂带，该组断裂构造带平面上为一NE－SW向，带宽500～600m，其中断裂构造呈平行斜列，较大的断层有车道坡断层、赤泥泉断层、段家堡断层。井田内除上述断裂构造外，尚伴生断层落差在0.5～5m的小构造。

2 矿井隐蔽致灾因素普查

2.1 采空区普查

21101工作面北部为22112、22113采空区，与22113煤柱相距40m，与22112煤柱相距60m。22113回采时工作面无水，22112工作面回采时工作面出水量为0.5m3/h，工作面预计采空区积水约为4800m3。因此22112工作面采空区积水为21101回采时的主要水患。在21101工作面试采前，首先从21101回风巷对旧区22112、22113进行物探，之后对物探异常区进行钻探验证。根据《21101回风巷探放水总结》，21101工作面回风巷共计探放22112采空区五站，探放22113采空区七站。

21101回风巷探22112、22113采空区成果表明：21101工作面水文地质条件简单，工作面主要充水因素为22112、22113采空区积水和顶板砂岩含水层水。根据物探和钻探结果分析，21101工作面无大的充水水源，不受采空区积水影响。但不排除在回采的过程中，顶板垮落有顶板含水层水进入工作面。根据《21101工作面回采地质说明书》预计最大涌水量4.5m3/h，正常涌水量2.0m3/h。故21101工作面在回采期间不受水害威胁，可以安全回采。

2.2 断层、裂隙、褶曲普查

2.2.1 褶皱构造

井田内明显的向斜构造位于车道坡断层与赤泥泉断层之间，为区域上宁武－娄烦(静乐)向斜向北东延伸的部分。车道坡断层两侧地层倾向南东，赤泥泉断层两侧地层倾向北西，倾角8°～14°。

2.2.2 断裂构造

井田北部断层：除个别走向为南北方向以外，大部分走向北东，倾向南东或北西，都为高角度正断层，倾角达70°以上。具体见图1矿井构造纲要图。

图1 梨园河煤矿矿井构造纲要

F1断层：分布于梨园河南扩区，为一推测正断层，地表出露不明显。L5钻孔揭露3、5号煤层间距较小，仅14.60m，推测其存在一正断层，断距落差约15m，走向40°，倾向SE，倾角70°，区内延伸长度约600m。与三维地震DF40相吻合，DF40走向40°，倾向SE，倾角73°，断层落差12m。

F2断层：由薛家洼村向南延伸到秃兰妥村，延伸约1900m，是井田内较大断层。该断层由ZK4-2、ZK4-3钻孔、三条物探剖面及一些地面观察点所控制。断层性质为正断层，走向近南北，倾向东，倾角65°～75°，断距落差60～135m，断层破碎带宽达20m。

伴生小型断层(F30、F31、F35)：从成因分析，是F2主断层同期形成的伴生断层，在主断层附近较发育，远离后不发育，断层规模小，影响范围不大，主要分布于井田北部。

F14断层：位于井田北部边界，分别于麻地沟村南和秃顶山北延出区外，延伸约1400m。由四条物探剖面、ZK0-1钻孔和一个探槽以及部分地面观察点所控制。断层性质为正断层，落差35～40m，破碎带宽约20m。地表大多都被黄土和坡积物覆盖，仅在沟谷出露。

2.3 陷落柱和岩浆岩普查

根据《梨园河煤矿生产补充勘探报告》，井田内未发现陷落柱，在生产过程中也未发现陷落柱。井田内无岩浆岩侵入，在生产过程中也未发现岩浆岩侵入。

2.4 瓦斯富集区普查

近4年矿井瓦斯等级鉴定结果均为低瓦斯矿井。根据有关资料，完成了历年矿井瓦斯等级鉴定结果统计表（表1）。

表1 梨园河煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果表

根据以上瓦斯等级鉴定结果，梨园河煤矿均属低瓦斯矿井。

2.5 导水裂隙带普查

根据矿井水文地质条件和矿井生产采掘部署与后三年生产衔接规划，梨园河煤矿目前开采主要水害是：二叠系砂岩裂隙水、石炭系太原组砂岩裂隙水、奥陶系灰岩岩溶裂隙水。

（1）2号煤层开采底板受水害影响程度。井田底板破坏深度为16m，2号煤层开采底板受C3t砂岩裂隙含水层的影响。井田中部和南部2号煤层底板标高位于太原组C3t砂岩含水层水位标高以下，受水害影响。该含水层水位标高为1656.41m，单位涌水量为0.003L/s•m，2号煤层底板标高1471m，2号煤层南部部分区域属带压开采，但由于补给条件所限致使该含水层富水性弱。对井田中、南部2号煤层采掘时，仍应对太原组砂岩裂隙含水层提前疏放，尤其是要做好雨季及随后3～4个月的防水工作。

（2）5（5+6）号煤层开采底板受水害影响程度。太原组砂岩裂隙含水层是5（5+6）号煤层采掘的直接充水水源，根据太原组砂岩裂隙含水层的抽水试验，单位涌水量为0.003L/s•m；井田ZK2-3号孔（1994）山西组与太原组砂岩含水层混合抽水试验，单位涌水量0.0796L/s•m。这是由于补给条件所限制致使含水层富水性弱。在井田北部煤层出露处该含水层易接受大气降水补给。因此，仍应对太原组砂岩裂隙含水层引起足够的重视，尤其是要做好雨季及随后几个月的防排水工作。

在后三年（2017年6月至2019年12月）采掘范围内5（5+6）号煤层底板标高均位于奥灰岩溶水水位以上。井田矿区南部5（5+6）号煤层开采受奥灰岩溶水水害影响，对突水危险区须采取相应的防治水措施。

（3）6号煤层开采底板受水害影响程度。太原组砂岩裂隙含水层是6号煤层采掘的直接充水水源，根据井田内L2孔（2004年）太原组砂岩裂隙含水层的抽水试验，单位涌水量为0.003L/s•m；井田ZK2-3号孔（1994）山西组与太原组砂岩含水层混合抽水试验，单位涌水量0.0796L/s•m。这是由于补给条件所限制致使含水层富水性弱。在井田北部煤层出露处该含水层易接受大气降水补给。因此，仍应对太原组砂岩裂隙含水层引起足够的重视，尤其是要做好雨季及随后几个月的排水工作。井田矿区6号煤层分布范围属于不带压区，6号煤层开采不受奥灰岩溶水水害影响。

3 存在的隐蔽致灾地质因素

该矿目前存在的隐蔽致灾地质因素主要为：（1）煤矿采掘活动对周围环境有一定的影响，回采后采空区对应地表有轻微塌陷、裂缝现象；（2）矿井被鉴定为低瓦斯矿井，因此矿井存在瓦斯灾害；（3）矿井主要水害为煤系地层砂岩裂隙水。

4 防范和治理措施

（1）对修路削坡或平整场地形成的陡立边坡，应根据岩土体的结构构造，设置合适的坡角，必要时采取锚杆加固及岩体表面喷浆处理，以加固岩体并减缓基岩的风化速度。

（2）对采空区冒落造成的地裂缝与地面塌陷等地质灾害，及时用石渣与矸石回填，将地裂缝与地面塌陷的规模尽量缩小，同时也避免石渣、矸石对地表土壤与地下水的污染。定期观测地面塌陷、裂缝情况，并及时进行回填。

（3）加强瓦斯管理和防治工作，制定和落实矿井瓦斯治理措施。选择合理的开拓方式和采煤方法，加强通风和防火措施，强化监测监控，防止瓦斯和煤尘事故发生。

（4）严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施，同时做好超前物探和化探工作。认真做好防治水综合治理，落实探放水措施，确实做到“三专、两探、一撤人”。

（5）严格按照法律法规的规定开采煤炭资源，对村庄地段预留保护煤柱或整体搬迁，及时充填已有的地表裂缝与地面塌陷，减少水土流失。

（6）建立地质灾害监测机构，对地质灾害重点防护区按规定监测，发现问题及时制定防范措施。