劉家溝煤礦與磨心坡煤礦水力聯系分析

摘 要：磨心坡煤礦以北相鄰劉家溝煤業有限公司，于2014年10月27日停止排水，進行關閉作業。從2015年起，磨心坡煤礦通過水害威脅評估、水害防治預定方案、水閘墻設計及施工、磨、劉兩礦水情水害監測等方法來解決劉家溝煤業有限公司對磨心坡煤礦的水害威脅。到2015年年底，未發生水害威脅，故對此進行劉家溝煤業有限公司與磨心坡煤礦水力聯系的分析。

關鍵詞：劉家溝煤礦；磨心坡煤礦；水力聯系；分析

1 概述

1.1 磨心坡煤礦礦區范圍及自然地理條件

1.1.1 礦區范圍

重慶天府礦業有限責任公司磨心坡煤礦位于重慶市北碚城區50°，直距5km，公路運距8km，行政區劃屬北碚區東陽鎮磨心坡村所轄，主井口地理坐標為：東經：106°28′26″，北緯：29°51′38″。1980西安直角坐標為：X=3305662.03，Y=36352474.44，H=+222.781m（1985國家高程基準），礦區面積：4.1575km2。

1.1.2 自然地理條件

（1）地形地貌

礦區內背斜成山，向斜多為槽谷及丘陵。山脈走向呈NE～SW向，與觀音峽背斜軸走向基本一致。礦區內最高點磨心坡煤礦北面“鷹耳巖”，海拔標高745m。最低點為磨心坡煤礦主斜井井口，標高218.344m，相對高差526.656m，地貌屬中低山丘陵區。

（2）水系

單元內地表水體屬嘉陵江水系。嘉陵江由合川區流入，自北西向南東方向橫切背斜兩翼諸地層，穿越本單元。區內在J1z、T3xj、T1f、P3c地層的單面山斜坡及逆向坡內沖溝發育，在T1j地層溶蝕槽谷中形成縱向溪溝，由它們組成單元內水文網。地表水從不同方向的橫向沖溝匯集到縱向溪溝中，分別由北向南和由南向北注入嘉陵江流出單元區。嘉陵江在重慶朝天門匯入長江。在單元內據北碚水文站觀測；嘉陵江在北碚附近流量244.0m3/S（最?。?7100.0m3/S（最大），水位標高177.0～196.0m，最高洪水位204.0m。

（3）氣候

根據北碚氣象站和磨心坡煤礦自建氣象站多年觀測資料，礦區屬典型的亞熱帶溫暖濕潤季風氣候，春季回暖早，夏季長而熱，秋季多雨，冬季無嚴寒。月年最大降雨量1544.3mm（1981年），年最小降雨量783.2mm（1990年），多年平均降雨量1163.3mm，降雨集中在每年的5～9月，降雨量約占全年降雨量的65%，多年平均最大日降雨量160mm（1998年8月2日），最近10年日最大降雨量177.3mm（2003年7月19日）。多年平均氣溫18.4℃；高頂山地極端最低氣溫-5℃（2001年1月23日），極端最高氣溫43℃（2006年8月15日）。平均相對濕度81%，絕對濕度17.6毫巴，多偏北風，年平均風速1.9m/s，年最大瞬時風速達20m/s。

1.2 礦井開拓開采基本情況

磨心坡煤礦屬國有控股煤炭企業，1958年建成投產，一直是四川和重慶重要的煉焦用煤生產基地。設計能力為45萬噸/年，核定生產能力為48萬噸/年，礦井采用平硐+暗斜井+豎井+斜井混合開拓方式，中央并列式通風。

礦井開采觀音峽背斜西翼急傾斜煤層，開采K2、K4、K5、K6、K8、K9共六層煤，其中K2煤層為全區可采中厚煤層， K6、K9煤層為全區穩定可采薄煤層，K4、K5、K8煤層為局部可采薄煤層。采區開采順序走向上為前進式，采煤工作面后退式；傾向上為下行式，一翼開采。煤層群的開采順序為下行式，先采K9（小獨連）煤層作為解放層。K2煤層采用偽斜柔性掩護支架采煤法，其余煤層采用正臺階、倒臺階采煤法。采用機車拖車、皮帶連續運輸。

2 礦區地質及水文地質條件

地質構造及斷層的含水性、導水性：

（1）區域構造

本區屬新華夏構造體系的川東褶皺帶華鎣山復式背斜南緣， 華鎣山復式背斜在三匯壩以北主要構造為寶頂背斜。該背斜在三匯壩以南分岔為龍王洞背斜、觀音峽背斜、溫塘峽背斜、瀝鼻峽背斜和其間的悅來場向斜、北碚向斜、壁山向斜。其走向由北北東向逐步轉向南北向，向南西撒開，形若帚狀，故又稱華鎣山帚狀構造。礦區內主要有觀音峽背斜，華鎣大斷層（F4）縱貫寶頂背斜西翼和觀音峽背斜東翼。磨心坡煤礦和劉家溝煤業有限公司位于觀音峽背斜北段的西翼。

（2）斷層含水性、導水性

礦井巷道中揭露到大小斷層和斷裂碎帶70余條，部分斷層有水流出，含少量靜儲量水，疏干后僅雨季有水，斷層含水性及導水性較弱。

處于磨心坡煤礦北邊界的F21、F22斷層，斷煤交線呈北高南低之勢，在劉家溝煤業有限公司和磨心坡煤礦生產巷道均未揭露，屬西傾走向逆斷層，在Ⅻ-1線的SZK-4鉆孔揭露，未出現涌水和泥漿漏失，其含水性和導水性弱。

3 劉家溝煤業有限公司與磨心坡煤礦礦井水力聯系分析

磨心坡煤礦近幾年礦井涌水量情況：

磨心坡煤礦涌水量的大小直接受大氣降水控制，根據磨心坡煤礦礦井涌水量近幾年的觀測資料（2011年至2015年）礦井雨季最大涌水量28467.1m3/d（2014年），枯季最小涌水量6739.2m3/d（2013年），洪水季節流量是枯季流量的5倍，一般雨后2～3天，井下涌水量出現洪峰，這是磨心坡煤礦涌水量變化的規律。劉家溝煤業有限公司一般雨后是1～2天，井下涌水量才出現洪峰。

磨心坡煤礦2015年涌水量與近幾年涌水量，詳見礦井涌水量觀測成果分析表（見表1）

由于劉家溝煤業有限公司在6月29、30日大雨后，劉家溝煤業有限公司+280m平硐以下巷道已經完全淹沒。2015年磨心坡煤礦的涌水量與2011年、2012年、2013年、2014年對比分析得出：正常涌水量相差不大，都未超過600m3/h，最大涌水量也相差不大，也未超過1200m3/h。

4 結論及建議

4.1 結論

通過劉、磨兩礦礦井涌水量觀測對比，磨心坡煤礦在劉家溝煤業有限公司關閉前、后，礦井涌水量未發生明顯變化，正常涌水量未超過2014年，最大涌水量未超過2013年、2014年，說明劉家溝煤業有限公司與磨心坡煤礦之間留設的煤柱起到了隔水作用，劉、磨兩礦未發生水力聯系或聯系微小不明顯。目前劉家溝煤業有限公司礦井水未對磨心坡煤礦礦井造成水害威脅。

4.2 建議

繼續對劉家溝煤業有限公司及磨心坡煤礦進行礦井涌水量觀測，觀測時間為1年，以此進一步對劉家溝煤業有限公司與磨心坡煤礦。