淺析楊柳煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分

韓 玲

(安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，安徽宿州234000)

淺析楊柳煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分

韓 玲*

(安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，安徽宿州234000)

礦井水文地質(zhì)應(yīng)按《煤礦防治水規(guī)定》進(jìn)行類型劃分，在全面分析楊柳煤礦防治水現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過對(duì)受采掘破壞或影響的含水層及水體的評(píng)價(jià)、礦井及周邊老空水分布狀況、礦井涌水量、突水量、開采受水害影響程度、防治水工作難易程度等6個(gè)評(píng)價(jià)因子，綜合評(píng)定楊柳煤礦礦井水文地質(zhì)類型。為今后楊柳煤礦礦井防治水工作提供可靠的水文地質(zhì)資料，并以此指導(dǎo)礦井水文地質(zhì)工作。

礦井水文地質(zhì)類型；防治水；含水層；老空水；涌水量；突水量

楊柳煤礦隸屬淮北礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，礦井位于安徽省淮北市濉溪縣境內(nèi)，楊柳集是其中心位置，東距宿州市約23km。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180×104t/a，有效期限：2010年9月29日至2036年8月30日。采礦許可證范圍有41個(gè)拐點(diǎn)圈定，面積60.2km2，開采深度-250～-1000m標(biāo)高。根據(jù)本礦井煤層、構(gòu)造、地層傾角等特征，礦井采用立井開拓方式，結(jié)合開拓開采布置，本礦-1000m以上采用一個(gè)水平，分區(qū)上、下山開拓全礦井。礦井具備機(jī)械化采煤條件，結(jié)合斷層走向特點(diǎn)，采用傾斜長(zhǎng)壁式采煤方法，后退式回采，全部冒落法管理頂板。104、106、107采區(qū)為生產(chǎn)采區(qū)，103采區(qū)為開拓采區(qū)。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，未來3～5年均在以上4個(gè)采區(qū)內(nèi)活動(dòng)。

本礦含煤地層為石炭—二疊系，其中下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組為主要含煤組；可采煤層有31、32、51、72、81、82、10計(jì)7層，其中32、82、10為較穩(wěn)定煤層。地層情況參見圖1。

1 防治水現(xiàn)狀

本礦各主采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙含水層（段）是礦井充水的直接充水含水層，一般富水性較弱。四含是礦井充水的間接充水含水層，是礦井充水的重要補(bǔ)給水源之一，富水性弱—中等。礦井10煤開采時(shí)受底板太原組灰?guī)r水影響，富水性弱—中等。同時(shí)本礦也存在老空水害及斷層等水害。經(jīng)通過數(shù)年實(shí)踐，現(xiàn)已經(jīng)形成了一套不同水害采用不同方法治理的思路。

1.1 太原組灰?guī)r水

本礦一般情況下太原組石灰?guī)r和奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水對(duì)礦井無直接充水影響。太灰、奧灰?guī)r溶裂隙含水層差異比較大，但總的看來是富水性弱—強(qiáng)的含水層。灰?guī)r巖溶裂隙水在正常情況下對(duì)可采煤層開采無直接充水影響。當(dāng)井巷開拓遇到導(dǎo)水?dāng)鄬踊蛳萋渲鶗r(shí)，灰?guī)r水對(duì)礦井產(chǎn)生直接充水或發(fā)生“底鼓”。由于灰?guī)r水水壓大，水量豐富，易于造成突水災(zāi)害。

圖1 地層剖面圖

1.2 斷層水

本礦井多數(shù)斷層在天然狀態(tài)下富水性弱，導(dǎo)水性差。據(jù)本礦井檢1、檢2孔對(duì)小沈家斷層抽水試驗(yàn)，q91= 0.00922～0.00924L/(s·m)，k=0.01734～0.02694m/d；東8-9-1孔對(duì)戴廟斷層抽水試驗(yàn)，q=0.00711L/(s·m)，k= 0.013m/d，水質(zhì)類型為HCO3·Cl-Na·Mg類型。

當(dāng)井巷工程穿過較大斷層上、下盤裂隙帶時(shí)，斷層裂隙帶水會(huì)進(jìn)入礦井，但在井巷開拓和煤層開采時(shí)會(huì)打破地下水循環(huán)的平衡狀態(tài)，使斷層的導(dǎo)水性有所改變。當(dāng)斷層落差較大時(shí)，縮小太原組石灰?guī)r(或奧灰)巖溶裂隙水與主采煤層的間距甚至對(duì)口，加大開采煤層時(shí)突水的可能性。

1.3 離層水

離層積水也是礦井充水的水源之一。本礦巖漿巖比較發(fā)育，總體富水性弱，但局部地段因巖漿巖影響，巖漿巖蝕變帶裂隙發(fā)育，富水性較強(qiáng)。據(jù)本礦井10414工作面有關(guān)離層積水科研報(bào)告結(jié)論，10414工作面上覆可能發(fā)育離層共5個(gè)層位，其中兩層粉砂巖底面的離層首先不滿足“可積水離層”條件；而8煤頂板的細(xì)砂巖底面離層和上、下位火成巖底面離層滿足“可積水離層”條件、“存在補(bǔ)給水源”和“離層空間持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)”3個(gè)條件，即是說，8煤頂板的細(xì)砂巖底面離層和上、下位火成巖底面離層內(nèi)都能形成離層水；通過對(duì)10414-2瓦斯孔發(fā)生噴水的水源分析和水質(zhì)分析，判定8煤頂?shù)装咫x層水水源主要為砂巖裂隙水和火成巖裂隙水。本礦目前已發(fā)生過1次離層突水，在今后的開采掘進(jìn)中要引起高度重視。

1.4 老空水

根據(jù)現(xiàn)有資料分析，本礦工作面老空區(qū)積水主要由主采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙含水層（段）地下水轉(zhuǎn)化而來，工作面老空區(qū)水補(bǔ)給水源有限，徑流條件差。據(jù)2014年5月31日積水位置和積水量詳見表1。

表1 采空區(qū)積水情況一覽表

1.5 煤系地層砂巖裂隙水

礦井涌水量的主要組成部分是各可采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水。是巷道開拓和煤層開采的直接充水水源。煤系砂巖和巖漿巖裂隙發(fā)育不均衡，一般富水性弱，以存儲(chǔ)為主。綜合鄰近礦區(qū)實(shí)際生產(chǎn)資料，10煤層砂巖含水層不與其它含水豐富的含水層(組)發(fā)生水力聯(lián)系時(shí)，水量較小，容易疏干，不會(huì)對(duì)礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成水患威脅。

2 對(duì)礦井開采受水害影響程度的評(píng)價(jià)

2.1 受采掘破壞或影響的含水層

本礦抽水試驗(yàn)成果見表2，據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，受采掘破壞或影響孔隙、裂隙、巖溶含水層，補(bǔ)給條件不好，仍有一定的補(bǔ)給水源。屬中等類型。

2.2 礦井及周邊老空水

表2 抽水試驗(yàn)成果表

目前本礦對(duì)存在的老空區(qū)積水進(jìn)行了探查，并查明了積水情況，保留了積水區(qū)警戒線。從此依據(jù)來看，礦井水文地質(zhì)類型屬中等。本礦存有老空水，積水位置和積水量清楚。

相鄰的的童亭煤礦、臨渙煤礦、孫疃煤礦均為大型生產(chǎn)礦井，有一定的老空水存在，但有邊界煤柱的存在，不會(huì)對(duì)本礦造成大的影響。礦井及周邊老空水分布狀況屬中等類型。

2.3 礦井涌水量

2008.1～2015.6，楊柳煤礦實(shí)測(cè)礦井涌水量月平均值最小34.9m3/h，最大346m3/h，平均161.12m3/h，目前穩(wěn)定在230m3/h左右。2012年1月至2014年12月礦井實(shí)測(cè)涌水量平均233m3/h。從礦井涌水量這個(gè)分類依據(jù)來看，楊柳礦水文地質(zhì)條件類型應(yīng)為中等。

2.4 突水量

楊柳礦自投產(chǎn)以來，最大突水量為46m3/h，最大突水量Q3＜180m3/h。因此從突水量這個(gè)分類依據(jù)來看，楊柳礦水文地質(zhì)條件類型應(yīng)為簡(jiǎn)單。

2.5 開采受水害影響程度

自礦井投產(chǎn)以來，在礦井生產(chǎn)過程中偶爾會(huì)有突水事件發(fā)生，這對(duì)采掘工程會(huì)有一定的影響，但這對(duì)礦井的生產(chǎn)安全的影響較小。因此，僅從水害對(duì)礦產(chǎn)開采的影響程度這方面進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，楊柳礦的水文地質(zhì)條件類型應(yīng)為中等。

3 礦井防治水工作的評(píng)價(jià)

由于10煤層的開采引起的水文地質(zhì)問題有：10煤層頂?shù)装迳皫r裂隙，太原組及奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水、斷層及裂隙帶導(dǎo)水、老空水害以及封閉不良鉆孔水害等。

灰?guī)r水的防治是礦井水文地質(zhì)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，必須做好灰?guī)r水的水文地質(zhì)條件探查與資料整理，健立太灰含水層水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、超前物探、對(duì)10煤工作面底板含水層進(jìn)行局部注漿改造以及底板隔水層注漿加固工作。

防治水工作簡(jiǎn)單易于進(jìn)行，屬中等類型。

4 前一次水文地質(zhì)類型劃分情況及采探對(duì)比分析

4.1 前一次水文地質(zhì)類型劃情況

前一次《楊柳煤礦水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》，是楊柳煤礦第一次水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告，于2010年9月編制。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》表2-1的規(guī)定，將楊柳煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分為中等類型。

4.2 采探對(duì)比分析

通過近5年來的開采，受采掘破壞或影響的含水層性質(zhì)及補(bǔ)給條件、富水性改變不大。新增采空區(qū)積水量為10414工作面東南端，積水量9692.4m3；10416工作面東南端，積水量18111.5m3。礦井涌水量由80m3/h左右增加到目前的240m3/h左右，主要原因是開拓面積在不斷增大；5年來發(fā)生7次突水，最大突水量46m3/h，最小突水量10m3/h。采掘工程受水害影響，由于水量不大對(duì)礦井安全生產(chǎn)不夠成威脅。防治水工作比較簡(jiǎn)單易于進(jìn)行。前一次報(bào)告礦井水文地質(zhì)類型劃分為中等型是合適的。

5 礦井水文地質(zhì)類型的劃分

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中表2-1的規(guī)定，從6個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)楊柳煤礦礦井水文地質(zhì)類型屬中等。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過楊柳煤礦礦井水文地質(zhì)類型的劃分，根據(jù)礦井生產(chǎn)過程中遇見或發(fā)生的水文地質(zhì)問題進(jìn)行系統(tǒng)整理分析，并以此指導(dǎo)礦井水文地質(zhì)工作。

[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第28號(hào).煤礦防治水規(guī)定[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[2]武強(qiáng).煤礦防治水手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2013.

P345

A

1004-5716(2016)12-0136-03

2016-01-17

2016-01-29

韓玲（1969-），女（漢族），安徽宿州人，工程師，現(xiàn)從事水文地質(zhì)資料的收集與整理工作。