淺談棠浦第六煤礦的水文地質補充調查

康 冰，危凱慶

（1.宜豐縣棠浦 第六煤礦，江西 宜豐3363004；2.江西棠浦煤業有限公司，江西 宜豐3363004）

水文地質普查主要任務是查明礦區工程地質條件、含水層的成因、分布、巖性、厚度、結構、富水性、滲透性及其變化規律，正確分析其礦床充水條件，預測礦井涌水量，為防治礦井水患提供準確資料，并對礦區防排水工作提供科學依據。棠浦第六煤礦位于棠浦礦區一、二井田6勘探線至9勘探線之間，以往地質勘探工作及一些水文資料難于滿足當前礦井防治水工作需要，為了保障礦井安全生產，做好礦井水文地質調查，進一步分析、查明礦井充水水源及通道很有必要。

1 礦井水文地質及存在問題

1.1 礦區水文地質概況

礦區為丘陵地貌，最高標高97.5m，最低標高77.5 m，礦區內無任何地表水體。但礦區老窿多，其內賦存的老窯水受季節調劑。本區屬亞熱帶潮濕氣候，年降雨量1616～2239mm，年蒸發量1286～1520mm，年平均氣溫17～18℃。

1.2 礦區含水層

（1）第四系松散沉積物中的孔隙潛水含水層：本區第四系松散沉積物中含弱孔隙潛水，據鄰區陳家1＃、6＃民井抽水結果，其涌水量為0.044～0.059L／s，為弱含水層，接受大氣降水補給，其富水性隨季節變化。

（2）長興灰巖巖溶裂隙含水層：該含水層主要分布在礦區南部，據原地質報告抽水資料，水位降低值為2.367 m，流量為0.0872L／s.m，滲透系數0.00651m／d。正常情況該含水層為含煤地層基底灰巖，棠浦第六煤礦所主采的1＃、3＃、4＃、5＃、9＃煤層距該含水層較遠，中間相隔約200m余米隔水層；受F9、F9－1斷層影響，使其逆推到上含煤段之上，但本含水層至1＃煤層至少相隔150m厚的上含煤段隔水層。因此，對棠浦第六煤礦開采構成威脅的可能性小。

（3）老窯積水：棠浦第六煤礦區范圍內煤層露頭附近老窯較多，據鉆孔控制，開采垂深32.55m，一般為30～40 m，個別點100.52m（405孔），棠浦一、二井老窯采空區下限劃在垂深70m，結合日前現場調查資料，老窯采空區下限為垂深90～110m（標高為－20m）。老窯采空區聚集了大量地下水，是本區礦井充水的主要來源，對礦井開采影響大。

（4）采空區積水：2010年度11月江西省工程物探新技術公司對棠浦第六煤礦礦區含水體進行了探測，查明5＃煤采空區標高在－300m水平以上有一含水體，其范圍：東經115°02′02″～115°02′05″；北緯28°25′54″～28°25′58″，標高在－55.5m～－146.2m 之間。

1.3 存在問題

（1）礦區老窿多，特別是開采礦區西部，有2006年已關閉的棠楓煤礦，其采空區及巷道積水多，老窯水受季節調節。

（2）由于種種原因，礦井勘探工程量不足，投入水文地質工程未達相關規范要求。

（3）2010年通過物探手段，查明在5＃煤采空區－300m水平以上有一含水體。開采各煤層前必須查明其準確位置。

（4）在－250m水平一號石門及二號石門180m處己探明了F5斷層位置，并形成水力聯系。斷層裂隙水，順著斷層面下流，經測定涌水量0.2～0.3m3／h。

（5）－100m水平以上，原各礦所預留的保安煤柱不明確，上世紀90年代，有相互爭奪資源現象，水力相互聯系，對開采－100m水平以下煤層有較大影響。

2 礦井工程地質及存在問題

1）工程地質特征：礦井可采煤層頂、底板巖性均為粉砂巖和細砂巖，頂板屬中等冒落頂板，采煤采用全部垮落法管理頂板，巷道較穩定。礦井工程地質條件為中等。

2）存在問題：隨著開采水平延深，巷道不斷增多，開拓破壞圍巖的完整性及穩定性，降低圍巖的力學強度，增加冒落帶的高度，擴大垮塌陷落區范圍，容易形成水源通道。同時采空區面積逐步擴大，與地表水力聯系不斷加強；垮塌面積越大，裂隙帶越多，滲透進入礦井水機會越強，涌水風險更大。

3 礦井充水因素分析

（1）大氣降水：礦區內各含水層地下水主要受大氣降水補給，礦井充水因素主要是大氣降水通過巖石風化裂隙帶滲透進入礦井。

（2）老窯采空區積水：本區以往老窯開采較盛，據井巷工程揭露，本區老窯采空區深度下限一般在－20m標高附近，采空中有積水，對淺部煤層開采威脅較大，以往鄰近礦井在開采淺部煤層時，發生過突水事故。礦井目前開采深度為－280m，1＃、3＃、4＃、5＃、9＃煤層－20m標高以上為老窯采空，加上新近采空區，采空區范圍較大，采空區中的一些石門、廢棄巷道多有積水，因受采動影響，采空區（老塘）積水會通過裂隙滲漏進入礦井。

（3）斷層導水因素：在礦區南部有 F5、F9－1、F9等斷層發育，在地質勘探過中對這些斷層的導水性能未作專門抽水試驗，鉆孔穿過該斷層時，未發現明顯變化，其導水性微弱。F9、F9—1斷層開采的1＃、3＃、4＃、5＃、9＃煤層相隔有200余米的上含煤段，F5斷層在－250m水平一號石門探掘過程中己遇到斷層裂隙水，順著斷層面下流，經測定每小時有0.2～0.3m3流量進入水倉。

（4）未封堵或封堵質量差鉆孔：查明礦區所有未封堵好鉆孔，逐個鉆孔進行摸底，上到井上下對照圖上。

4 礦井水患及應對措施

4.1 水患危害

（1）開采－250m水平5＃煤層西部時，應堅持“有疑必探，先探后掘”的原則，避免發生淹井事故。

（2）主井－280m水平水侖容量及排水能力未達規定要求，會造成礦井被淹，迫使礦井停產。

（3）未查明老空區水、未封填好鉆孔及合理留設保安礦柱時，有可能造成傷害事故。

（4）雨季來臨前，井上下未做好“雨季三防”準備工作，有可能造成人員傷亡事故。

4.2 應對措施

（1）建立水文地質調查小組、配備人員及設備。

礦部成立了以礦長為組長，水文地質工程師為副組長的水文地質調查小組，配備了一臺ZLJ－150型探水鉆，到高坑煤礦聘請專業隊伍進行探放水。

（2）進一步做好水文地質技術基礎工作。

按照“水文地質規定”要求，結合本礦區水文地質條件及日前調查所收集資料，全面整理，分析，形成本礦區水文地質原始資料。同時在此基礎上編制了礦井充水性圖、涌水相關曲線圖、綜合水文地質圖、剖面圖、綜合柱狀圖等圖件，建立了涌水量觀測臺帳等16種基礎水文地質臺帳。其主要工作有：① 收集礦井歷年勘探成果，棠浦礦區共進行了5次普查勘探，每次對礦區涌水水源及通道進行分析整理，并標注在水文地質圖上；② 對封孔不良鉆孔進行重新治理并登記注冊，形成臺帳；③ 對F5斷層裂隙水流量進行全面觀測并做好臺帳；④ 收集礦井涌水量及排水量基礎資料，進一步核定其排水能力；⑤ 全面調查礦井西部原棠楓煤礦關閉時開采深度、范圍、煤層及采空區的面積；⑥ 對工程地質影響形成范圍進行預測估算，劃定采空區可能影響范圍及高度；⑦ 對水害影響范圍必須及時上圖，在圖上標注其“三線”范圍；⑧ 對井下所有的巷道必須及時測量上圖，并嚴格計算其巷道面積及今后垮塌將影響的高度范圍；⑨ 收集每年氣候變化資料，及時調查并總結雨季與旱季地下水及采空區水源補給變化；⑩ 探水工必須做好探水原始記錄；○11 嚴格計算并落實好井下各防隔水煤柱的留設，并與上級主管監察部門建立圖紙交換制度，防止相鄰礦井開采保安礦柱；○12明確礦區水文地質類型，為年初采掘巷道布置工作提供技術保障。

（3）落實好礦井防、排、探水工作。

① 地面防排水：雨季來臨前，必須對礦區范圍內的地面塌陷、裂隙、小井及排水工程進行一次全面調查，及時掌握水文動態變化規律。發現塌陷及時封堵。同時加強井口地面排水清理，保證雨季時洪水能直接排出礦區。

② 井下排水：大氣降水下滲是礦井主要補給水源。根椐近來年排水記錄，每年4～8月，井下涌水量是平時的3倍。因此，雨季前，必須對各種排水設備、設施做好檢修維護工作，確保供電系統及排水系運轉正常。

③ 井下探放水：礦井在做好充水條件分析和水害評價預報工作后，必須有針對性地進行井下探放水工作。當工作面接近積水井巷、老空、含水層、導水斷層、相鄰礦井、隔離煤柱或接近水文地質不明區域時，必須進行探放水。探放水工程必須有設計書，并附老空及積水區與現采區的關系圖、探放水孔布置的平面圖和剖面圖等。

（4）運用物探新技術，加強地面及井下物探工作。

（5）健全防水害應急預案，做到裝備、培訓與管理三到位。

每年必須根椐礦井采掘安排及年度降雨量變化，及時修訂年度防水害應急預案，并組織員工演練；做好裝備、培訓與管理三到位工作，確保礦井安全度汛。