劉莊礦受水害影響程度及防治水工作難易程度評價

包福新，徐華富

（安徽省煤田地質局 第一勘探隊，安徽 淮南 232052）

劉莊煤礦為國投新集能源股份有限公司所轄的一座特大型生產礦井，二疊系含煤地層隱伏于巨厚新生界松散層之下，掩覆于石炭系太原組、奧陶系等地層之上，屬于在砂層孔隙含水層下與灰巖巖溶裂隙含水層上開采。

劉莊煤礦礦井位于淮南煤田水文地質分區中區西段的南部，區域上屬封閉～半封閉水文地質單元，礦井邊界分布見圖1。

圖1 礦井邊界分布示意

1 礦井開采受水害影響程度評價

1.1 大氣降水和地表水

礦井為全隱蔽型，煤系地層及底部灰巖露頭被巨厚新生界松散層覆蓋，可有效阻隔大氣降水和地表水的下滲，對礦井生產無影響，對照《煤礦防治水規定》〔1〕（以下簡稱《規定》）關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井開采受該類型水害的影響程度為簡單。

1.2 新生界松散層水

新生界松散砂層水是開釆煤層上方的主要水患。礦井井筒較多，6個井筒均穿過新生界松散層，砂層水始終是井筒的主要水害。井筒成井后涌水量較小，僅主井井筒2005年8月出水，涌水量達39.50m3／h，注漿后減小。目前井筒涌水量較小，2013年6月，單個井筒涌水量為2.30～5.80m3／h，對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井開采受該類型水害的影響程度為中等。

主采煤層露頭上覆新生界松散層底部，一般分布有5.23～87.00m 的粘土層，抽水試驗無水或單位涌水量q=0.000101～0.007698L／s·m，含水微弱，為新生界底部復合隔水層（組）。但其局部缺失，新生界底部砂層基本直接與基巖接觸，組合成走向近南北向、條帶狀分布的新生界底部砂層直接覆蓋于基巖之上的“天窗”。17線～21線間煤層頂底板露頭處于“天窗”范圍，新生界底部砂層抽水試驗單位涌水量q=1.028～1.032L／s·m，屬強富水性。礦井開釆受該類水害的影響一是砂層水通過“天窗”區補給煤系砂巖含水層，二是通過開采形成的導水裂縫帶充入回采工作面。由于留設了防水安全煤巖柱，對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井開釆受該類型水害的影響程度為中等。

1.3 煤系砂巖水

煤系砂巖水分布于主要可采煤層及泥巖之間，是礦井充水的直接水源。裂隙發育不均勻，構造復雜地段裂隙較發育，有13個鉆孔短暫漏水。其富水性受裂隙發育程度控制，抽水試驗單位涌水量q=0.0000085～0.0181L／s·m，按照《規定》換算后，單位涌水量最大為0.0488L／s·m，弱富水性。地下水處于封閉或半封閉環境，補給條件差，以儲存量為主，一般涌水量不大，易于疏干，對礦井生產一般不構成威脅，但是局部構造或構造裂隙發育地段，使其富水性、導水性增強，具有儲存量瞬時突出的危害。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井開采受該類型水害的影響程度為中等。

1.4 底板灰巖水

底板灰巖水是1煤開采的主要水害，太原組1～4層灰巖為1煤底板直接充水含水層。已有太灰不同層位鉆孔抽水試驗q=0.000248～0.097L／s·m，1～4灰抽水試驗q=0.00054～0.0866L／s·m，弱富水性。相鄰的謝橋礦C3Ⅰ組灰巖抽水試驗q=0.0704L／s·m，C3Ⅱ+Ⅲ組灰巖抽水試驗q=0.224L／s·m，太灰全層抽水試驗q=0.0174～1.764L／s·m，弱～強富水性。奧灰是太灰的補給水源。區內太灰、奧灰混合抽水試驗q=0.00027～0.0095L／s·m，弱富水性。相鄰的謝橋礦奧灰抽水試驗q=0.000369～2.773L／s·m，弱～強富水性。由于原有灰巖勘探程度不足，灰巖水文地質條件尚未查明，現已安排開始對底板灰巖進行補充水文地質勘探，待查明條件后方可進一步明確1 煤開采受底板灰巖水的影響程度。結合區域資料和相鄰的謝橋礦-440m 回風道底板灰巖滯后突水實例綜合分析，對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井1煤層開采受該類型水害的影響程度為復雜。

1.5 巖溶陷落柱

華北型煤田揭露的巖溶陷落柱多數無水，但有少數突水，本礦已揭露發育到6煤的陷落柱，不含水、不導水，但1煤距6煤100m 左右，距灰巖平均僅18m 左右?；規r是高水壓含水層，發育在其間的陷落柱含水、導水機率增大，1煤層開采受該類型水害的影響程度為復雜。礦井為煤層群開采，未開采范圍大，可能存在有未發現的隱伏陷落柱。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井開采受該類型水害的影響程度為復雜。

1.6 采空區積水

礦井多煤層開采，采空區較多，存有一定積水。但采空區位置、范圍、積水量清楚。采掘工作面臨近前均及時超前進行探放水，尚未疏放的老空區均設置了探水警戒線。因此，采空區雖然有積水存在，但不威脅采掘安全。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井受該類型水害的影響程度為中等。

1.7 封閉不良鉆孔

礦井內原有22 個封閉不良鉆孔，后透孔封閉合格2個鉆孔，尚有封閉不良鉆孔20個和因埋鉆事故留有鉆具未封閉鉆孔1個。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第五項，礦井開采受該類型水害的影響程度為中等。

綜合以上評價，按照“就高不就低”的原則，礦井開采受水害影響程度為復雜類型。

2 礦井防治水工作難易程度評價

2.1 新生界松散砂層水的防治

礦井6個井筒均穿過新生界松散層，現單個井筒涌水量均小于6m3／h，對安全生產無影響。該礦已有井壁注漿堵水的成功經驗，今后需繼續加強井筒涌水量監測，若發現水量增大，應及時注漿堵水。新生界松散層底部，一般分布以粘土為主的復合隔水層（組），可根據不同回采工作面水體下采動等級，合理確定回采上限，留設安全煤巖柱。在“天窗”范圍，砂層水可對煤層頂底板砂巖含水層產生滲入補給，對礦井生產造成一定影響但不威脅安全。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第六項，其防治水工作難度為中等。

2.2 煤系砂巖裂隙水的防治

煤系砂巖裂隙水是礦井主要直接充水水源，以頂、底板進水方式充水且多呈淋水和股流，但很快衰減～干涸。在局部構造裂隙發育地段偶見突水，衰減速度慢，最終穩定水量較小。局部受新生界松散砂層水弱補給。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第六項，其防治水工作難度為中等。

2.3 底板灰巖水的防治

灰巖巖溶裂隙水為1煤開采的底板充水水源。高水壓、薄隔水層、富水性不均一的條件下，1煤層開采時，在動礦山壓力和灰巖水頭壓力的作用下，尤其在斷層和裂隙發肓地段，會產生底板突水的危害。因此，在1煤開采前必須查明灰巖水文地質條件，有針對性的采取注漿改造1煤底板隔水層或對太原組1～4層灰巖超前疏水降壓到安全水頭值，以防工作面回采造成突水。防治水工程量大，難度大。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第六項，其防治水工作難度為復雜。

2.4 巖溶陷落柱的防治

礦井6煤120601 工作面回釆過程中發現構造異常后，立即停采并進行了物探、鉆探等一系列探查工作并邀請專家到現場勘查、分析論證，在確認為陷落柱但在6煤不含水、不導水后，工作面恢復回采并安全推過陷落柱。礦井為煤層群開采，未開采范圍大，可能還存在有未發現的隱伏陷落柱。因此，需投入大量的探測、驗證和相應的防治工作。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第六項，其防治水工作難度為復雜。

2.5 老空水的防治

礦井老空區位置、范圍、積水量清楚，采掘工作面至探水警戒線時，超前進行探放。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第六項，其防治水工作難度為中等。

2.6 封閉不良鉆孔水的防治

礦井鉆孔封閉情況及其質量評級建有完整的臺賬。鉆孔留有暗標，孔口位置清楚。在采掘工作面接近封閉不良鉆孔前進行透孔封閉。在鉆孔孔內變形破壞、無法達透孔封閉要求時，需在井下打鉆對其探測或留設防水煤柱。對照《規定》關于礦井水文地質類型劃分分類依據第六項，其防治水工作難度為中等。

綜合以上評價，按照“就高不就低”的原則，礦井防治水工作難易程度為復雜類型。

〔1〕國家安全生產監督管理總局，國家煤礦安全監察局.煤礦防治水規定〔M〕.北京：煤炭工業出版社，2009.

〔2〕邵軍戰，等.國投新集能源股份有限公司劉莊煤礦礦井地質報告.合肥：安徽省煤田地質局勘查研究院，2011.

〔3〕包福新，等.劉莊煤礦礦井水文地質類型劃分報告（修編）.淮南：安徽省煤田地質局第一勘探隊，2013.