三縣煤礦礦井水文地質類型分析

朱朝霞

摘要：在系統整理、綜合分析三縣煤礦水文地質勘探成果和水文地質資料的基礎上，對礦井充水條件進行概括和歸納，并根據《煤礦防治水規定》要求，確定了三縣煤礦礦井水文地質類型為中等，從而為礦井防治水工作提供依據。

關鍵詞：礦井水文地質類型；水文地質條件；充水條件

引言

礦井水害是煤礦五大災害之一。而礦井水文地質決定了礦井開采受水害威脅的程度，也決定了礦井防治水工作的難易程度，它關系到礦井開拓方式和采掘系統的布置，進而影響到礦井的總體規劃和設計。因此，礦井應當對本單位的水文地質情況進行研究，編制礦井水文地質類型劃分報告，并確定本單位的礦井水文地質類型。其目的在于指導礦井水文地質勘探、礦井防治水和礦區地下水的開發利用工作。

1礦區概況

三縣煤礦位于巫山縣城南東，直距32km，陸路、水運均較便利。屬亞熱帶季風性溫濕氣候，降雨充沛，多年平均降雨量1049.3mm，主要分布于5-9月。

礦區位于四川盆地東部邊緣與鄂西神龍架交匯處，為構造剝蝕、溶蝕低中山地貌。地勢西高東低，坡度東陡西緩，多在10°-20°。區內海拔標高一般在+1700～1800m，最高+1849.4m，最低+1500m位于礦界東側主井附近。礦區總體為寬緩的單向坡，僅在礦區東側有一條季節性沖溝，平時干涸或流量很小，降水后匯聚礦區中部地表水，向北東排泄出區外。

礦區內地層呈單斜形態賦存，區域出露地層最老為二疊系中統茅口組，最新為二疊系上統大隆組，其問缺失石炭系上統、下統，泥盆系中統、下統，志留系上統和中統上部地層。礦區范圍內有二條正斷層存在，F1、F2正斷層破壞帶內，K2煤層缺失，形成無煤區。

2礦井水文地質條件

礦區降雨充沛，大氣降水是礦區地下水的主要補給來源。大氣降水經地表徑流，沖溝匯聚，在礦區東北側由小溪河排泄出礦區，少量沿裂隙、巖溶等途徑進入地下形成地下水。當地侵蝕基準面在礦區東北側長江支流小溪河，高程+500m，三縣煤礦主井高程+1618m，在當地侵蝕基準面之上，對礦井開采無影響。

2.1礦區主要含水層

（1）第四系松散層

第四系（Q）主要分布于溝谷、低洼地段，主要為砂質粘土、含碎石沙土，厚度0-3m，屬松散孔隙水含水層，含水貧乏且分布面積有限，對礦井影響不大。

（2）二疊系上統長興組（P_3C）

為灰、灰黑色中至厚層狀燧石灰巖，厚100-120m。出露于礦區外圍北西一帶，地表分布面積大，受水條件好，泉點分布較多，節理裂隙、巖溶發育，為礦井上覆主要的巖溶裂隙含水層，含水性中等，大氣降水多沿裂隙滲入井巷，對礦井充水有直接影響。

（3）二疊系上統吳家坪組上段（P_3W²）

為深灰色中厚層狀條帶狀燧石灰巖及硅質灰巖夾泥巖，厚47m左右；本段地表未見溶洞及巖溶漏斗，偶見地表泉點出露，為巖溶裂隙含水層，含水性中等。該含水層上覆于K2煤層，大氣降水多沿裂隙滲入井巷，故為礦井主要頂板充水含水層。

（4）二疊系中統茅口組（P_2m）

巖性為灰色、淺灰到深灰色厚層狀灰巖為主，厚度大于100m。含水性較強，巖溶裂隙較發育，對礦井運輸大巷開拓有充水影響。

2.2礦井充水條件

（1）大氣降水

大氣降水通過煤層采空塌陷裂隙、構造裂隙、巖溶漏斗、溶蝕洼地等滲入地下，成為地下水主要補給源。經調查大氣降水10小時之后礦井水明顯增加，枯季水小，雨季水量明顯增大，是礦井水的主要來源。

（2）頂、底板含水層水

K2煤層頂板主要充水含水層為長興組及吳家坪組上段的灰巖裂隙含水層。巖溶裂隙發育，富水性中等。且K2煤層上距吳家坪組上段底界僅3.8m左右，煤層頂板巖性以灰巖為主，為中硬巖層，煤層傾角27。左右。根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設及壓煤開采規程》選用緩傾斜煤層頂板全陷落法計算：

經計算開采K2煤層后，冒落帶高度3.30m，導水裂隙高度18.76m，導水裂隙帶進入上部吳家坪組上段，因此礦井煤層開采后，含水層水會通過采空裂隙、構造裂隙補給礦井，成為礦井主要充水水源。

底板含水層為二疊系中統茅口灰巖含水層，巖溶裂隙較發育，但不及長興組灰巖，對礦井充水影響不大。

（3）相鄰礦井老窯水

礦井西側丁家灣煤礦奔坎灣井在南八平巷+1712.20m水平以下的巷道及工作面全部被水淹沒，預計積水量為50985m3，積水區與我礦區相鄰，對本礦安全生產影響極大。

（3）斷層對礦井充水的影響

礦井周圍有兩條正斷層，對礦井開采影響較大。斷層帶導水性能差，多以靜儲量釋放為主，一般無承壓性。但由于斷裂帶水發育規律較差，又為礦床直接充水，因此在煤層開采過程中，必須引起注意，防止突水造成事故。

（4）礦井充水強度

該礦從建井生產以來，井下未見大的涌水，未發生過透水事故。涌水量主要受大氣降雨的制約，雨季水大，旱季水小。井口觀測枯水期礦坑涌水量為1.84 m³/h，雨季所測得的涌水量7.2m³/h，因此大氣降水為礦井充水主要因素之一。預計隨著開采進行，涌水量會逐漸增大，預算礦井涌水量公式：

3礦井水文地質類型劃分

結合以上對三縣煤礦的充水條件進行分析，對礦井水文地質條件劃分如下：

（1）受采掘破壞或影響的含水層及水體：主要為長興組、吳家坪組上段巖溶裂隙含水層，受大氣降水補給，地形有利于與排水而不利于下滲，補給條件一般，單位涌水量q=0.4（L.s^-1·m^-1），劃分為中等。

（2）礦井及周邊老空水分布狀況：相鄰礦井老窯水5.0985萬方、位置、范圍、積水量清楚，對本礦安全生產影響極大，劃分為中等。

（3）礦井涌水量：正常01=6.74 m³/h，最大Q2=26.3m³/h，劃分為簡單。

（4）突水量：未發生過突水，劃分為簡單。

（5）開采受水害影響程度：未發生過突水且涌水量較小，大氣降雨通過各種裂隙滲透井增加礦井涌水量，對礦井充水雖然有一定影響，但對礦井安全構不成水害威脅，故采掘工程基本不受水害影響，劃分為簡單。

（6）防治水工作難易程度：水害影響小，主要采用探放水及地表防水方法，防治水工作易于進行，劃分為簡單。

綜上所述，根據就高不就低的原則，三縣煤礦的水文地質類型劃分為中等。

4防治水工作建議

礦井主要水害為大氣降水、含水層水，另外相鄰礦井老窯水和斷層也需格外注意，在礦井建設和生產期間要堅持“預測預報，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原則，對老窯水、斷層水需考慮采用探放水措施，采取“探、防、堵、截、排”等綜合措施有效防止礦井水害的發生。