梨園河煤礦隱蔽致災因素及防治措施

彭海斌

（大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司梨園河煤礦，山西 原平 034000）

1 梨園河煤礦地質概況

梨園河煤礦位于寧武縣城正東方向，隸屬于寧武、原平市管轄。梨園河煤礦斷裂構造較發育，較大的構造位于井田東南角、西北角，層間小斷層時有發生。井田北部斷層，除個別走向為南北方向以外，大部分走向北東，傾向南東或北西，都為高角度正斷層，傾角達70°以上。井田南部斷層，基本為北東東向斷裂帶，該組斷裂構造帶平面上為一NE－SW向，帶寬500～600m，其中斷裂構造呈平行斜列，較大的斷層有車道坡斷層、赤泥泉斷層、段家堡斷層。井田內除上述斷裂構造外，尚伴生斷層落差在0.5～5m的小構造。

2 礦井隱蔽致災因素普查

2.1 采空區普查

21101工作面北部為22112、22113采空區，與22113煤柱相距40m，與22112煤柱相距60m。22113回采時工作面無水，22112工作面回采時工作面出水量為0.5m3/h，工作面預計采空區積水約為4800m3。因此22112工作面采空區積水為21101回采時的主要水患。在21101工作面試采前，首先從21101回風巷對舊區22112、22113進行物探，之后對物探異常區進行鉆探驗證。根據《21101回風巷探放水總結》，21101工作面回風巷共計探放22112采空區五站，探放22113采空區七站。

21101回風巷探22112、22113采空區成果表明：21101工作面水文地質條件簡單，工作面主要充水因素為22112、22113采空區積水和頂板砂巖含水層水。根據物探和鉆探結果分析，21101工作面無大的充水水源，不受采空區積水影響。但不排除在回采的過程中，頂板垮落有頂板含水層水進入工作面。根據《21101工作面回采地質說明書》預計最大涌水量4.5m3/h，正常涌水量2.0m3/h。故21101工作面在回采期間不受水害威脅，可以安全回采。

2.2 斷層、裂隙、褶曲普查

2.2.1 褶皺構造

井田內明顯的向斜構造位于車道坡斷層與赤泥泉斷層之間，為區域上寧武－婁煩(靜樂)向斜向北東延伸的部分。車道坡斷層兩側地層傾向南東，赤泥泉斷層兩側地層傾向北西，傾角8°～14°。

2.2.2 斷裂構造

井田北部斷層：除個別走向為南北方向以外，大部分走向北東，傾向南東或北西，都為高角度正斷層，傾角達70°以上。具體見圖1礦井構造綱要圖。

圖1 梨園河煤礦礦井構造綱要

F1斷層：分布于梨園河南擴區，為一推測正斷層，地表出露不明顯。L5鉆孔揭露3、5號煤層間距較小，僅14.60m，推測其存在一正斷層，斷距落差約15m，走向40°，傾向SE，傾角70°，區內延伸長度約600m。與三維地震DF40相吻合，DF40走向40°，傾向SE，傾角73°，斷層落差12m。

F2斷層：由薛家洼村向南延伸到禿蘭妥村，延伸約1900m，是井田內較大斷層。該斷層由ZK4-2、ZK4-3鉆孔、三條物探剖面及一些地面觀察點所控制。斷層性質為正斷層，走向近南北，傾向東，傾角65°～75°，斷距落差60～135m，斷層破碎帶寬達20m。

伴生小型斷層(F30、F31、F35)：從成因分析，是F2主斷層同期形成的伴生斷層，在主斷層附近較發育，遠離后不發育，斷層規模小，影響范圍不大，主要分布于井田北部。

F14斷層：位于井田北部邊界，分別于麻地溝村南和禿頂山北延出區外，延伸約1400m。由四條物探剖面、ZK0-1鉆孔和一個探槽以及部分地面觀察點所控制。斷層性質為正斷層，落差35～40m，破碎帶寬約20m。地表大多都被黃土和坡積物覆蓋，僅在溝谷出露。

2.3 陷落柱和巖漿巖普查

根據《梨園河煤礦生產補充勘探報告》，井田內未發現陷落柱，在生產過程中也未發現陷落柱。井田內無巖漿巖侵入，在生產過程中也未發現巖漿巖侵入。

2.4 瓦斯富集區普查

近4年礦井瓦斯等級鑒定結果均為低瓦斯礦井。根據有關資料，完成了歷年礦井瓦斯等級鑒定結果統計表（表1）。

表1 梨園河煤礦礦井瓦斯等級鑒定結果表

根據以上瓦斯等級鑒定結果，梨園河煤礦均屬低瓦斯礦井。

2.5 導水裂隙帶普查

根據礦井水文地質條件和礦井生產采掘部署與后三年生產銜接規劃，梨園河煤礦目前開采主要水害是：二疊系砂巖裂隙水、石炭系太原組砂巖裂隙水、奧陶系灰巖巖溶裂隙水。

（1）2號煤層開采底板受水害影響程度。井田底板破壞深度為16m，2號煤層開采底板受C3t砂巖裂隙含水層的影響。井田中部和南部2號煤層底板標高位于太原組C3t砂巖含水層水位標高以下，受水害影響。該含水層水位標高為1656.41m，單位涌水量為0.003L/s?m，2號煤層底板標高1471m，2號煤層南部部分區域屬帶壓開采，但由于補給條件所限致使該含水層富水性弱。對井田中、南部2號煤層采掘時，仍應對太原組砂巖裂隙含水層提前疏放，尤其是要做好雨季及隨后3～4個月的防水工作。

（2）5（5+6）號煤層開采底板受水害影響程度。太原組砂巖裂隙含水層是5（5+6）號煤層采掘的直接充水水源，根據太原組砂巖裂隙含水層的抽水試驗，單位涌水量為0.003L/s?m；井田ZK2-3號孔（1994）山西組與太原組砂巖含水層混合抽水試驗，單位涌水量0.0796L/s?m。這是由于補給條件所限制致使含水層富水性弱。在井田北部煤層出露處該含水層易接受大氣降水補給。因此，仍應對太原組砂巖裂隙含水層引起足夠的重視，尤其是要做好雨季及隨后幾個月的防排水工作。

在后三年（2017年6月至2019年12月）采掘范圍內5（5+6）號煤層底板標高均位于奧灰巖溶水水位以上。井田礦區南部5（5+6）號煤層開采受奧灰巖溶水水害影響，對突水危險區須采取相應的防治水措施。

（3）6號煤層開采底板受水害影響程度。太原組砂巖裂隙含水層是6號煤層采掘的直接充水水源，根據井田內L2孔（2004年）太原組砂巖裂隙含水層的抽水試驗，單位涌水量為0.003L/s?m；井田ZK2-3號孔（1994）山西組與太原組砂巖含水層混合抽水試驗，單位涌水量0.0796L/s?m。這是由于補給條件所限制致使含水層富水性弱。在井田北部煤層出露處該含水層易接受大氣降水補給。因此，仍應對太原組砂巖裂隙含水層引起足夠的重視，尤其是要做好雨季及隨后幾個月的排水工作。井田礦區6號煤層分布范圍屬于不帶壓區，6號煤層開采不受奧灰巖溶水水害影響。

3 存在的隱蔽致災地質因素

該礦目前存在的隱蔽致災地質因素主要為：（1）煤礦采掘活動對周圍環境有一定的影響，回采后采空區對應地表有輕微塌陷、裂縫現象；（2）礦井被鑒定為低瓦斯礦井，因此礦井存在瓦斯災害；（3）礦井主要水害為煤系地層砂巖裂隙水。

4 防范和治理措施

（1）對修路削坡或平整場地形成的陡立邊坡，應根據巖土體的結構構造，設置合適的坡角，必要時采取錨桿加固及巖體表面噴漿處理，以加固巖體并減緩基巖的風化速度。

（2）對采空區冒落造成的地裂縫與地面塌陷等地質災害，及時用石渣與矸石回填，將地裂縫與地面塌陷的規模盡量縮小，同時也避免石渣、矸石對地表土壤與地下水的污染。定期觀測地面塌陷、裂縫情況，并及時進行回填。

（3）加強瓦斯管理和防治工作，制定和落實礦井瓦斯治理措施。選擇合理的開拓方式和采煤方法，加強通風和防火措施，強化監測監控，防止瓦斯和煤塵事故發生。

（4）嚴格執行“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則。采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施，同時做好超前物探和化探工作。認真做好防治水綜合治理，落實探放水措施，確實做到“三專、兩探、一撤人”。

（5）嚴格按照法律法規的規定開采煤炭資源，對村莊地段預留保護煤柱或整體搬遷，及時充填已有的地表裂縫與地面塌陷，減少水土流失。

（6）建立地質災害監測機構，對地質災害重點防護區按規定監測，發現問題及時制定防范措施。