長河煤電公司涌水特征及防治水工作

黎昌亮

重慶永榮長河煤電有限公司，重慶 400900

0 引言

長河煤電公司位于重慶市大足縣，大地構造位置位于川東褶皺帶中部之西山背斜之西翼南段，伴隨礦井+200m水平大、小雙連煤層的采完，以及正連煤層的部分開采，在開采重點轉入±0m水平后，+200m水平以上采空區水和地表水就成了礦井涌水的主要水源，有效地防治水患，則是保證礦井安全的關鍵。筆者根據現有水文地質資料，綜合分析礦井涌水特征，并對礦井防治水提出幾點意見。

1 礦井地質及水文地質概況

長河井田為單斜構造，地層走向呈北北東向，與西山背斜一致，傾向北西西，井田南部因近西山背斜傾沒端，傾角稍緩，一般為30°～45°，井田北部傾角稍陡，為50°～70°，煤系為三疊系上統須家河組（T3xj），主采上統須家河組（T3xj）第五段（上煤組）大、小雙連煤層和第三段（中煤組）局部可采煤層正連、花連煤層。

礦區為低山丘陵地形，侵蝕地貌，地勢北高南低，東高西低，屬單斜山構造流水地貌。區內無大的河流和地表水體，橫向溝谷發育，主要有甸子溝、爛泥溝、新廠溝、上升灣溝、白楊灣溝、劉家溝等，多為時令性溝谷，溝谷動態變化大，大氣降水、井窯水，泉水等為其主要補給水源。該區主要含水層為須家河組六、四段，均為砂巖裂隙含水，且砂巖與泥巖相間沉積，水力聯系差，含水層富水性淺部較強，深部弱甚至不含水；由于含水層和相對隔水層其富水性均不強，加之含水層和相對隔水層交替出現，由此其本身不對礦井構成大的危害（見表1）。

表1 含水層與相對隔水層富水性表

2 礦井涌水特征

2.1 地下水的補給

地下水主要為大氣降水補給。由于富水層的大面積出露以及淺巖層裂隙的發育，為地下水的補給和地下水徑流的形成，提供了充足的水源和通道。大氣降水到地表后，除一部分因地表坡度大而流失外，另一部分地表水順巖石孔襲及裂隙沿重力方向運動深入地下，補給地下水。

2.2 煤層頂底板巖性

大雙連煤層頂板深灰色泥巖，雖露頭位于順向坡上，但坡度大，不利于大氣降水對地下水的補給，富水性較弱，一般出水點以滲透水和滴水形式出現，巷道潮濕，有局部滴水。

小雙連煤層頂板灰色粉砂質泥巖，富水性弱，一般也以滲水和滴水形式出現。

正連、花連煤層頂板上的砂巖段（T3xj4）為中粒長石石英砂巖，硅質膠結，性脆，裂隙發育，涌水點比較多，但涌水點之間有明顯的襲奪現象，剛揭露時涌水量比較大，但隨掘進出現新的出水點，原涌水點水量有所減少，以至干涸。礦井淺部為富水帶，特別是+200m水平以上，涌水水源多，有大氣降水，地表水、風化裂隙水以及小窯水。煤層頂板、底板、煤層都有涌水點分布。涌水的形式有淋水、滴水，也發生突水，水量大小隨氣候變化，一般雨后20h，涌水量明顯增大，48h達到頂峰。

2.3 涌水量與開采深度

礦井涌水量與開采深度成反比，隨開采深度的增加其涌水量越小，+200m水平以上常年涌水，且水量較大，占整個礦井涌水量的70%。+200m～170m為隔水帶，基本阻隔了地下水的垂向補給，+170m以下為貧水帶，出水點少，其水源主要是+200m水平以上裂隙水沿裂隙或煤層緩慢地順層補給，涌水量受氣候影響較小，但涌水量受開采面積增大而有所增大，涌水形式多為淋水，一般不會出現突水。

2.4 老窯水對礦井充水的影響

長河公司淺部老窯較多，幾乎每條沖溝都有老窯開采遺跡，開采最低標高：F1上盤上煤組300m～320m，中煤組350m～380m，采空區面積大470萬m2，采空區水多沿采空區裂隙流入較低的巷道中，直接對礦井充水。

2.5 斷層的導水性及富水性

井田內淺部斷層較多，這些斷層屬壓扭性逆斷層，張性裂隙不發育，在已采范圍內，據巷道揭露落差大于20m的斷層有四條，斷層破碎帶較寬，一般為1.6m～30m，泥質或鈣質充填很致密，有時斷裂帶內有揉皺現象，所揭露斷層均不含水，如+200m水平北一運輸石門遇全井田最大斷層F1時，斷層破碎帶附近巷道僅有少量淋水，而且地面也未見一處斷層泉出露，說明斷層導水性不強，富水性弱。

礦區內隔水層主要為粉砂質泥巖，泥巖或泥質粉砂巖，朔性大，遇水膨脹封閉裂隙，為良好的隔水層，當其為頂板時，工作面一般不出現突水現象。由于開采煤層距含水層都有較遠距離，開采后，頂板冒落不會破壞上覆含水層。

2004年以來，共取井下涌水點及地表溪溝水樣5個，不同水樣但水質變化不大，水質類型為SO4HCO3-Ca，礦化度較低，老空水為SO4HCO3-CaNa，主要為基巖裂隙水和地表水的混合物，最大特點是SO4-較高。長河礦井涌水量主要是大氣降水，隨降雨量大小而變化，1月～5月涌水量較小，一般穩定在150m3/h以內，5月份開始增大，7月份～8月份達到最大值，一直持續到10月份，甚至11月份，12月份涌水量明顯減少。

3 水文地質工作的幾點建議

1）+200m水平以上為采空區，大大增加了積水空間，降低了阻隔地表水滲透的能力，地表水通過各種透水通道進入采空區，再進入礦井，導致礦井涌水量增大，因此防止采空區水是長河水文地質工作的重點；

2）礦井涌水量主要是補給的大氣降水和地表水，雨季涌水量是枯季的3倍～5倍，要加強礦井南北翼河床以及斷層切割地帶地表防治水工作，堵塞水源通道，疏通渠道，在煤層露頭附近禁止修建水池等人為水體，另外還要制止小煤礦開采露頭煤柱，防止涌水量繼續增大，威脅礦井安全；

3）雖然斷層導水性差，但在接近斷層時，仍要采取措施，特別是落差較大的斷層，在斷層切割煤層露頭和含水層地段，要按設計要求留足斷層保護煤柱，確保開采后不引起斷層活化，增大導通地表水的能力。

4 結論

通過以上分析，礦井涌水量大小與水源、補給條件、補給通道以及煤層頂底板巖性有直接的關系。長河公司礦井涌水量大小隨季節和氣候變化而變化，雨季涌水量增大，枯季涌水量減少，為提高水文地質預測預報準確性以及雨季三防工作提供了技術依據。

[1]張光德，李棟臣.礦井水害防治[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003.

[2]王強，李振林，王計堂，礦井地質.北京：煤炭工業出版社，2008，1.