永煤集團城郊煤礦礦井水文地質特點與防治水技術管理探討

李展

摘要：伴隨著我國社會的不斷發展，煤炭業也在迅猛的發展。永煤集團城郊煤礦的水文地質條件比較復雜，比較容易出現地板巖溶水突水淹井的危險。為了更好的防止事故的發生，我集團采用了物探、跟蹤試驗、同位素分析等手段，對城郊煤礦礦區的水文地質條件進行探究。本文主要對永煤集團城郊煤礦實際情況進行介紹，并在對礦井的水文地質條件和水文地質特征分析的基礎上，提出了礦井防治水的具體方法，從而取得了良好的效果。

關鍵詞：城郊煤礦；水文地質；防治水技術；地質特征

城郊煤礦位于河南省永城市境內，隸屬于永煤集團，現有三對投產的大型礦井， 城郊煤礦建立于1999年12月29日，直至2003年10月11日竣工，并經經國家發改委驗收正式投產，設計生產能力240萬噸/年，當年投產，當年達產。2009年核定礦井生產能力為500萬噸/年。井田位于永城隱伏背斜西翼中段，南北長約12km，東西寬約11km，勘探面積約103km2。地質儲量75078萬噸，保有儲量75078萬噸，其中可采儲量40229萬噸，設計服務年限118.2年。為防止煤礦突水淹井事故發生，盡量避免經濟損失，解析城郊煤礦的水文地質特征，進而對城郊煤礦水文地質條件進行系統了解，做好對防治水的管理工作。

1.城郊煤礦水文地質條件

1.1礦井的地層簡介

城郊井田位于北北東向的永城隱伏背斜的西翼中段，北北東向斷層構造居主導地位，其次是近東西向構造，局部發育有北西向構造。礦井地層根本構造同區域地層相差無幾，根據鉆孔揭露自下而上可分為：中奧陶統，中、上石炭統，二疊系和新生界。含煤地層自下而上為上石炭統太原組，下二疊統山系組、下石盒子組，上二疊統上石盒子組，含煤情況差別較大

1.2礦井水文地質類型

城郊煤礦受采掘破壞或影響的主要含水層為頂底板砂巖水，由于砂巖含水層富水性不均一，主要以消耗靜儲量為主，補給條件一般。礦井周邊無小窯及其他老空積水區，礦井內工作面回采結束后存在少量老空積水區，這樣可以減少對礦井的威脅程度，但因為礦井采掘活動面積大，頂底板砂巖水及老空水占礦井正常涌水量比重較大，實測礦井正常涌水量在576m3/h左右，根據礦井實際揭露水文地質情況結合《煤礦防治水規定》相關規定，經永城煤電公司批復，城郊煤礦水文地質類型為中等類型。

1.3礦井巖漿巖組成結構

井田內巖漿巖活動頻繁，精查時共有69個鉆孔（占鉆孔總數的20%），穿見82層次巖漿巖。主要集中分布在31勘探線以北，F14斷層以東與陳四樓井田比鄰處，侵入煤組影響煤層者為較薄的巖脈（巖席）。鉆孔穿見厚度多在3m之內，僅在001孔見到43.24m厚的鈉長石化花（斑）崗巖侵入在O2灰巖中，在3409孔K6砂巖以上地層中見到輝綠巖，厚度達25.45m。

2.城郊煤礦水文地質特征

主要依據相關的勘察結果及生產期的水文地質資料進行分析，可以得知城郊煤礦水文地質特征為：

2.1巖溶水分布具有不均勻性

由于從巖溶水的補給區一直到排泄區域，巖溶的發育強度也在不斷改變，逐漸的由弱到強，這樣水文地質條件越來越復雜。巖溶發育的不均勻，導致巖溶的含水層含水性也有不均勻情況出現，并且會出現東強西弱的特點。比如說，為了可以快速疏放煤層底板太原組巖溶水，在一井二水平暗主副斜井西泄水巷布置了泄水孔，只有少部分的泄水孔泄水速度比較大，其余泄水量接近為零。

2.2巖溶水受到構造的管控

礦井的大斷層管控著整個礦井的水文地質條件，同時也是巖溶水進入礦區的主要通道。小斷層生長的區域巖溶含水層的水容量比較多，這樣就會致使地板突水的概率大大提升。除此之外，小斷層同時也是每層地板巖溶水的輸水通道。

2.3巖溶水可以從底板天然裂隙和采動裂隙進入礦井

煤層頂底板砂巖裂隙水是礦井主要充水水源，但由于井田范圍內砂巖具有富水性弱，滲透性差，易于疏干等因素的影響。通過城郊煤礦近幾年實際揭露水文地質資料分析，煤層頂底板砂巖裂隙水多為滴水形式出現，并且水量相對比較少，疏干期大約在五個月左右。由于隔水層的巖性特征，在隔水層中有著很多的小斷層和裂隙，如果在采動破壞的原因下，就會形成很多的采動裂隙，從而形成導水通道，這樣巖溶水就可以通過通道進入礦井中。除此之外，白云巖巖溶水和灰巖巖溶水的關聯性非常強，這樣通常可以看作為相同的含水層。

3.城郊煤礦防治水方案

在煤礦防治水的過程中，要嚴格按照《煤礦安全規程》及《煤礦防治水規定》留足防隔水煤柱，煤層露頭25m范圍內嚴禁采動，防止表土層水直接向采面補給，掘進期間如頂板淋水較大，需施工頂板放水孔。防治水時，要嚴格按照公司防治水管理規定的要求，采區工作面掘進期間排水設施緊跟迎頭，并具備不小于180m3/h的排水能力，回采期間排水設施隨工作面推進即時前移，并具備不小于300m3/h的排水能力，這樣可以保證工作面掘進、底板改造工程施工以及其他施工安全、穩定的進行。

煤層露頭區和灰巖都是礦井水的關鍵補給來源，基于此，我們制訂了泄水降壓同注漿堵水相結合的防治水方法。實施防治水過程中不但要增加泄水力度，還要在礦井周圍的巖溶水補給區域中應用地面三維地震、探鉆等方法來對地下水補給通道進行勘察，勘察完成后用地面注漿的辦法堵住地表水對巖溶水的補給，這樣在很大程度上可以提升泄水降壓的效果，從而減少了排水的成本。

4.總結

通過對礦井水文地質概況和生產實際的了解，我礦防治水部門對礦井防排水系統進行了完善，礦井周圍及各采區嚴格按照《煤礦安全規程》留設防隔水煤柱，并加強水害預測預報，實施底板注漿改造工程。在很大程度上減少了地板巖溶水突水淹井事故的發生，促進了煤炭業的持續發展。

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