基安達煤礦透水事故透水水源分析

穆志宏

（山西省煤炭工業(yè)廳，山西 太原 030012）

基安達煤礦透水事故透水水源分析

穆志宏

（山西省煤炭工業(yè)廳，山西 太原 030012）

基安達煤業(yè)有限公司10號煤層1002綜采工作面發(fā)生一起透水事故。經(jīng)分析，透水水源為10號煤層底部11號煤層采（古）空區(qū)積水。

透水事故；水源；分析

1 礦井基本情況

基安達煤礦井田地表水屬黃河流域汾河水系。地表多為溝谷，雨季匯集雨水沿溝谷流入汾河后再匯入黃河。地表水為季節(jié)性水流，沖溝發(fā)育，山溝內(nèi)多有季節(jié)性小溪流，夏、秋季流水量較大，受季節(jié)影響明顯。每年7、8、9三個月為雨季，年降水量600mm左右。

井田總體為一走向北東、傾向南東的單斜構造，傾角3°～13°。井田內(nèi)發(fā)育有S1、S2向斜和S3背斜，未見斷層、陷落柱及巖漿巖侵入。透水區(qū)域位于S2向斜南部，地層總體呈一盆狀向斜構造。

井田內(nèi)大部分為第四系地層所覆蓋，基巖出露地層有二疊系上統(tǒng)上石盒子組、二疊系下統(tǒng)下石盒子組、二疊系下統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組。

井田內(nèi)主要含水層有：（1）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層。巖溶水水位標高在+660m～+666m之間，井田內(nèi)最下部11號煤層底板最低標高約為+940m，因此所有批采煤層均不帶壓。（2）太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層。主要由K4砂巖、K3灰?guī)r和K2灰?guī)r組成，其中K2灰?guī)r為10、11號煤層開采的主要充水含水層。根據(jù)早期喬家灣詳查區(qū)勘探資料，含水層水位標高約+1202.84m，單位涌水量為0.376L/s.m，含水層富水性中等。（3）山西組砂巖裂隙含水層。該組含水層為中粗粒長石石英砂巖，井田內(nèi)出露的泉水不多，流量<1.5L/s。其中K8、K9砂巖為影響3號煤層開采的主要含水層。據(jù)喬家灣詳查區(qū)勘探報告資料，單位涌水量為0.0079L/（s.m），水位標高約為+1135.20m，含水層富水性弱。礦井正常涌水量約為85m3/h，水源主要為頂板K2灰?guī)r水。

井田內(nèi)含煤地層主要為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，共含有11層煤，其中主要可采煤層有3層，分述如下：（1）山西組3號煤層。厚度1.28m～2.80m，平均厚度2.39m，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。（2）太原組10號煤層。厚度0～1.60m，平均厚度1.29m，為較穩(wěn)定大部可采煤層，可采區(qū)域位于井田東南部。上距3號煤層50.40m～77.10m，平均間距60.76m。（3）太原組11號煤層。厚度2.60m～3.65m，平均厚度3.17m，為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，上距10號煤層5.32m～9.83m，平均間距7.36m。

事故工作面在東區(qū)，為10號煤層1002綜采工作面，位于井田東南部，S2向斜南部，地層總體為向北傾斜。工作面10號煤層實測厚度約2.7m，10號煤層與下部11號煤層間距約5m，工作面長度120m，工作面順槽長度750m，已回采350m。工作面運輸順槽和回風順槽巷高約2.7m，巷寬約3m。與1002綜采工作面相鄰的是10062掘進巷道，已掘進465m。10062巷口以里約270m處，有一條聯(lián)巷與1002綜采工作面運輸順槽相連。

2 透水事故經(jīng)過

在2012年8月1日凌晨3時左右，1002綜采工作面機尾透水后，大部分涌水沿煤層傾向涌向工作面機頭方向，并進入1002運輸順槽，通過1002綜采工作面運輸順槽聯(lián)巷涌入相鄰的10062掘進巷道。一部分涌入1002回風順槽，沖垮了1002回風順槽巷口的11號煤采空區(qū)密閉墻，泄入11號煤采空區(qū)。

3 透水點的認定

根據(jù)現(xiàn)場勘查情況，在1002綜采工作面機尾后部、距工作面煤壁約7.5m的采空區(qū)底板有一上端口直徑約6m、下端口直徑約2.5m、深約3m的漏斗形坑。該坑位于1002綜采工作面回采后支承應力集中區(qū)，由于該處10號煤層與11號煤層的層間距僅為5m左右，當10號煤層開采后，下部11號煤層采空區(qū)積水壓力大于10號煤層底板隔水層所能承受的最大壓力時，隔水層就被突破發(fā)生透水。由于透水時水壓力較大，形成水柱，沖向煤層頂板，在受到頂板阻擋后，反向流動，透水噴出，造成事故。

圖1透水點平面示意圖

從透水后水沖的痕跡來看：工作面液壓支架的控制手柄被水沖擊而彎曲變形，手柄彎曲方向指向運輸順槽一側(cè)（機頭方向），說明透水后大部分涌水從工作面機尾流向機頭方向，通過1002綜采工作面運輸順槽聯(lián)巷涌入相鄰的10062掘進巷道；回風順槽內(nèi)水沖物掛在單體支柱上，物體自由端朝向回風流方向，說明回風順槽內(nèi)水流向巷道開口方向，并沖垮了1002回風順槽巷口的11號煤密閉墻，涌入11號煤采空區(qū)。

圖2透水點剖面示意圖

綜上所述，透水地點在1002綜采工作面機尾后部、距工作面煤壁約7.5m的老空區(qū)底板處，透水通道為該處漏斗形坑。

4 透水水源的分析認定

從透水區(qū)域煤層產(chǎn)狀及現(xiàn)場勘查情況分析，該透水水源是下覆11號煤層的采（古）空區(qū)積水。理由如下：

（1）透水口位于10號煤層底板。（2）1002綜采工作面南部存在原相鄰礦井開采狀況，由于有向斜構造的存在，使南部11號煤層開采標高高于1002綜采工作面，形成的采空區(qū)積水使10號煤層底板帶壓，并且隨著采空積水高度的增加，10號煤層底板所承受的壓力增大。（3）該區(qū)域10號煤層與11號煤層間距僅5m左右，11號煤層采（古）空區(qū)位于10號煤層采動底板破壞深度范圍內(nèi)，當?shù)撞?1號煤層采（古）空區(qū)積水達到一定高度，兩煤層之間的隔水層所能承受的最大壓力小于積水壓力時，在底板動壓裂隙的輔助作用下，就造成了透水。（4）在透水點周邊的回風順槽以及運輸順槽內(nèi)發(fā)現(xiàn)了小煤窯使用的坑木、三輪車內(nèi)外胎、白色塑料管等材料。

Water Source Analysis for Water Inrush Accident in Ji'andamine

MU Zhi-hong
(Shanxi Coal Industrial Office, Taiyuan Shanxi 030012)

A water inrush accident occurred on 1002 fully- mechanized working face of No.10 coal seamof Ji'anda Coal Company. By analysis, the source of the accident was the gob water in No.11 seam at thebottom of No.10 seam.

water inrush accident; water source; analysis

T D 745

A

2012-08-07

穆志宏（1971—），男，山西交口人，大學本科，工程師，從事煤礦安全技術管理工作。

劉新光