滕南礦區下組煤充水性因素分析

摘 要：礦井充水威脅在礦井建設以及生產過程中至關重要，它直接關系到煤礦的安全生產。文章從充水水源以及充水通道兩方面，對充水性因素進行分析。

關鍵詞：充水性因素；充水水源；充水通道

近年來，煤炭開采技術得到了高效快速發展，安全工作業取得了十足的進步，但由于產出量加大，投入不協調，人員素質提升不及時，煤礦透水事故時有發生，對煤礦的安全生產了巨大影響[1]，文章對充水性因素進行分析。

1 礦區概況

滕縣煤田滕南礦區位于山東省南部棗莊市、濟寧市及江蘇沛縣境內，屬于季風型大陸氣候。滕南礦區內地勢平坦，地勢東北高，西南低，區內的中部偏西位置。滕南礦區山東省境內的19對礦井中，富安煤礦、歡城煤礦、泉上煤礦、郭莊煤礦、三河口生建煤礦五個煤礦進行了下組煤開采，其他14個煤礦目前僅開采山西組3煤層。

2 充水因素分析

2.1 充水水源

2.1.1 大氣降水及地表水

礦區內水文地質條件及抽水試驗研究說明，由于第四系中組隔水層的存在，地表水、大氣降水與下伏各基巖含水層無直接水力聯系，因而對煤層開采也無直接影響。但是在張雙樓、孔莊、金源、徐莊、姚橋等井田的水力單元分區中，大氣降水對其井田內各含水層有垂直補給，可能存在第四系的越流補給區域。

2.1.2 地下含水層

三灰厚度為2.40-10.27m，平均7.45m。是井田內煤系地層中富水性較強的含水層，屬溶洞裂隙承壓水，一般在主要斷層帶附近及淺部露頭附近富水性強，深部富水性相對減弱。據鉆探資料統計，12下煤層頂部距三灰45.67-55.98m，平均50.70m，開采12下煤時影響不到三灰含水層，但據富安煤礦及泉上煤礦實際開采經驗，開采12下煤層將會受到三灰水影響。

十下灰厚2.15-9.40m，平均5.04m，為16煤層直接頂板，有裂隙發育地段含水，無隱伏露頭，補給條件差，以靜儲量為主，隨著礦井開采，十下灰水位已降至-200m左右。根據泉上煤礦實際開采情況，部分巷道頂板有淋滴水現象，但很快會被疏干，正常情況下對開采16煤層無太大影響。

十四灰厚5.20-14.2m，平均9.07m，在滕南礦區的分布，中部較厚，四周稍薄，顏色為乳白色至灰色，結構致密，局部有裂隙，常含有粘土質及粒狀黃鐵礦集合體，層位較穩定，廣布全區。從礦井抽水鉆孔單位涌水量資料分析，十四灰的富水性為弱到中等。十四灰為開采下組煤該層距奧灰系石灰巖平均18m，在斷層及裂隙發育地段，間距更小，甚至可能會出現對接，從而使兩者水力聯系密切，或成為統一的含水層。因此，不能輕視十四灰對礦井生產的影響。

煤系地層基地的奧陶系灰巖厚度大，充水空間發育，富水性強，上距17煤底板50.50m，在奧灰水水頭壓力大的地段，開采16、17煤會受到奧灰底鼓水的威脅。由于奧灰水位逐漸下降，以及17煤下伏本溪組隔水層的存在，在正常地質條件下不會受到奧灰底鼓水的影響。

2.1.3 老空水

16煤層上距12下煤層平均為56.6m，按照《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中關于導水裂隙帶發育公式計算，12煤層老空水對16煤層開采無影響，但注意導水小斷層、陷落柱、封閉不良鉆孔等影響因素，導通12下煤層采空區老空水；17煤層上距16煤層2.95m-29.73m，平均9.92m，煤層厚度0.17-1.8m，平均0.56m。按照三下采煤規程，16煤層老空水對17煤層開采有影響，開采17煤層前需要對其上方的16煤層老空水進行探放，提前做好防治水措施。

2.2 充水通道

2.2.1 封閉不良鉆孔對礦床充水的影響

未封或封閉不好的鉆孔，可成為含水層間水力聯系的通道，各含水層可直接通過這些鉆孔發生水力聯系；封閉質量不好的鉆孔在自然狀態下可能不導水，但由于采動和礦井排水的影響，有可能使封閉不良鉆孔受擾動而成為導水通道。

2.2.2 斷層、陷落柱對礦床充水的影響

（1）斷層導水性分析

滕南礦區內大、中型斷層較發育。根據礦區內各礦井多年開采實踐，一般在見斷層而不遇含水層的情況下，不發生斷層帶涌水。盡管斷層在原始狀態下可能不導水，但煤層的開采會破壞原始地應力的平衡，會引起斷層的重新活動，使原本不導水或導水較弱的斷層成為導水性較好的斷層。特別是奧陶紀石灰巖含水層與煤系地層的含水層對口接觸，應留足斷層防水煤柱，以確保礦井安全生產。

滕南礦區在生產過程中有些礦井揭露巖溶陷落柱，其具體情況為：泉上煤礦已揭露陷落柱4個，柴里煤礦已揭露陷落柱6個，高莊煤礦已揭露陷落柱2個。由于陷落柱內巖石破碎，具有相對較好的滲透性，是奧灰水向上運動的良好通道，它可溝通開采煤層與奧灰含水層的水力聯系，當井巷揭露陷落柱時易引起奧灰水進入采場，使礦井涌水量猛增，尤其是在開采下組煤的過程中，嚴重時可造成淹井事故。因此今后應當加強對巖溶陷落柱的探測工作，采取必要的防范措施，確保礦井生產安全。

（2）導水陷落柱

目前滕南礦區多數礦井主采3煤層，大部分陷落柱為開采3煤層時揭露發現。目前泉上煤礦已揭露陷落柱4個，柴里煤礦已揭露陷落柱6個，曹莊2個，高莊煤礦已揭露陷落柱2個。大屯礦區的徐莊、孔莊、姚橋煤礦均大量揭露巖溶陷落柱。根據收集的巖溶陷落柱資料分析，滕南礦區山東境內巖溶陷落柱主要發育在沿田崗斷層東側，劉仙莊斷層西側；而大屯礦區巖溶陷落柱主要發育在煤系地層隱伏露頭斷裂構造密集地帶；巖溶陷落柱均發育在礦井的淺部，且是斷裂構造密集地帶，特別是大型斷裂構造的結匯處。因此對巖溶陷落柱水害防治需要進一步做專項研究。

2.2.3 采動裂隙

（1）頂板導水裂隙帶

根據采空區上方的巖層變形和破壞程度不同，可將煤層上方巖層劃分為垮落帶、導水裂隙帶和彎曲沉降帶。采動裂隙指垮落帶和導水裂隙帶，一般稱為“兩帶”高度。因此“兩帶”高度所波及的范圍將是地下水的充水通道。

（2）底板裂隙

根據下四帶理論，開采煤層底板自上而下劃分為四個層帶：礦壓破壞帶（h1）、新增損傷帶（h2）、原始損傷帶（h3）、原始導高帶（h4），原始損傷帶、原始導高帶均為隔水巖層組原始存在的裂隙，原始損傷帶不能抵抗下伏含水層水壓時，將造成底板突水。

參考文獻

[1]郭衛.雪坪煤礦充水性因素分析[J].科技視界，2015，23：274.