某整合矿井主要水害及防治水措施

2020-01-16王鹏

中国矿山工程 2020年3期

王鹏

(山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局，山西太原 030045)

1 前言

某整合矿井为正常生产矿井，位于河东煤田南部，乡宁矿区台头(神角)精查区南部，井田内大部分被黄土覆盖，仅在井田沟谷中有基岩零星出露。本井田内可采煤层1、2、9、10(9+10)号煤层，现开采2号煤层，日均产量约2 678t/d，矿井正常涌水量约150m3/d，最大涌水量约200m3/d，井田内2号煤层富水系数为0.056～0.075m3/t。

原整合矿井关闭前开采10号煤层，平均平均每月产量约15 000t，日均产量约500t/d，矿井正常涌水量约30m3/d，最大涌水量约50m3/d，10号煤层富水系数为0.06～0.10m3/t。

2号煤层矿井水文地质类型划分为中等类型，10号煤层矿井水文地质类型为中等类型。

2 矿井存在主要水害

2.1 顶板水

2号煤层位于山西组中部，充水水源主要为K8、K9砂岩裂隙含水层组。此外，通过断层沟通，其他含水层组及大气降水也可补给本含水层组，成为充水水源。2号开采后导水裂隙带高度可直接勾通K8、K9砂岩含水层，使K8、K9砂岩含水层及大气降水直接向矿井产生充水影响。同时区内存在断层， 2号煤矿坑顶板冒裂带在大部分地段使各含水层可相互连通，使大气降水及各含水层水在部分地段对2号煤矿坑产生充水影响。2号煤层开采后形成的冒落带、导水裂隙带将沟通其发育范围内的各含水层，与其有关的各类地下水可通过冒落带、导水裂隙带向矿坑充水，为矿坑充水的主要来源。

10号煤层位于太原组下部，充水水源主要为太原组K4、K3、K2灰岩和砂岩裂隙含水层组，东部埋藏较浅，开采10号煤层可导通地表水及大气降水。10号开采后导水裂隙带裂隙可直接贯通2号煤层采空区积水，2号煤层采空区积水为矿坑充水来源之一。

2.2 奥灰水

2号、10号煤层最低底板标高远高于奥灰水水位，奥灰水对开采2号、10号煤层无影响。

2.3 采(古)空区积水

据矿井在生产过程中调查，2号煤层积水区12处，积水量341 151m3；周边采空区分布9处积水区，总积水量420 892m3。10号煤层采空积水区1处，积水量共15 100m3。采空区积水对10号煤开采受水害影响程度大，是10号煤开采的主要水害源。

2.4 地表水

10号煤层在台头河、鄂河沟谷有露头，埋深0～260m，基岩风化带深度约50m，黄土厚度0～10m，开采10号煤层导水裂隙带高度最大85.3m。因此大气将水及地表各沟谷水对10号煤层有充水影响。

2.5 构造水

受紫荆山断层及次一级断层控制，本井田为走向北东倾向北西的单斜构造，地层倾角3°～11°，造成地层局部静储水水量较大。

综上所述，该矿井水害主要为采空区积水，其次为地表水、大气降水及顶板以上导水裂隙带内含水层水。

3 防治水的工作建议

在未来开采中，认真做地表水的防治工作和 “雨季”三防工作；在采空区、小窑破坏区、井田边界、断层附近时，应预留安全防水煤柱，应做好探放水工作，确保井下排水设备的完好。坚持“预测预报、有掘必探(钻探)，先探后掘、先治后采”的原则[1-2]。认真执行《煤矿防治水规定》有关条文规定，做好矿井的防治水工作。

3.1 地表水的综合治理

加强对井田内地表低洼区和易积水部位的工程治理及井下防隔水煤柱的留设，如发现裂隙及其他导水通道，应及时将其回填密实；通过对地表裂缝进行填埋处理，减缓雨季降水进入矿区的速度和水量，并对井田内的河沟进行全面调查，查明河沟、煤层露头渗漏、河床塌陷等，确保矿井安全。

3.2 建立完善的排水系统和应急措施

在井下保证排水设备正常运作，主水泵必须保持完好，要定期检修；矿井生产过程中要经常检查、核定矿井各个排水点排水系统的排水能力，确保排水系统畅通，并能排出矿井的最大涌水量[3]。

建立完善的井下水害应急救援预案。增置排水设备，定期对设备进行检修，保证设备完好，以提高抢险救灾能力和效果。企业要储备足够的抢险物资和设备。

3.3 采空区积水的防治工作

在开采过程中，采掘至采空区和井田边界附近时，应预留安全防水煤柱，要密切注意周边煤矿的采空区范围变化情况及采空区积水情况。随时观察井下各种涌水、煤层变湿、松软、煤帮出现滴水、淋水、矿压增大、底板膨起、产生裂隙等现象。要认真落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。必须坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则。按照《煤矿防治水规定》，认真开展防治水工作[4-5]。