礦井水害類型的劃分及防治措施

路保軍

摘要：近年來，礦井水害事故時有發生，不同類型的水害往往對應不同的防控技術。本文根據呼圖壁縣紅三溝煤炭有限責任公司礦井水文地質條件，對其礦井水害類型進行了劃分，并提出了針對性的防治措施，以供同行借鑒交流。

關鍵詞：水害、類型、防治措施

一、礦井水文地質條件

呼圖壁縣紅三溝煤炭有限責任公司煤礦位于呼圖壁縣城西南90km處的白楊河北岸，公司井田位于昌吉背斜北翼，井田構造簡單，總體為一向北傾斜的單斜構造，地層傾向345°～15°、傾角10°～15°，井田地質構造屬簡單類型。礦井正常涌水量8m3/h，最大涌水量12m3/h。礦井水文地質以孔隙含水層充水為主、礦床頂底板直接充水，水文地質條件中等的礦床。經有關單位認證認為上游地下水徑流補給和白楊河地表水與礦井的水力聯系不清楚，按水文類型復雜型礦井考慮。

二、礦井水害的類型及易發突水的地點分析

1、礦井水害類型及分析

造成礦井水害的主要水源有大氣降水、地下水和老空水。根據水源分類，礦井水害分為：（1）大氣降水水害;（2）地表河流側向補給;（3）采空區積水水害;（4）孔隙、裂隙水水害;（5）火燒區水害;（6）導水斷層水害等。

①大氣降水

大氣降水形成的洪流直接經井口和開采裂隙潰入井巷，可能發生淹井事故。大氣降水直接經煤層火燒露頭向地層深部運移，隨著深度增加，火燒裂隙發育逐漸變差，地下水運移速度逐漸由快至慢，在火燒底界處受阻，在弧狀低洼處，富集有地下水，如不慎與其溝通，潰入井巷，將發生淹井事故。

②地表河流側向補給

白楊河水從井田外西北處，直接從含水層流經，垂直滲入補給，井田外側向入滲補給露頭處直接含水層，故直接充水含水層含水較豐富。

③采空區積水情況

截止目前，礦井+1487m水平以上7號和8號煤層已基本采空。采空區分布范圍較清楚。2018年委托西安煤科院利用瞬變電磁對井田范圍進行了探測，查明了采空區內積水異常區。礦井井下最大涌水量30m3/h。正常涌水量19m3/h，礦井24h最大涌水量296.30m3/d，主要排泄7號和8號煤層采空區的涌水量。在正常情況下采空區積水對未來礦井生產不會產生大的影響。

④孔隙、裂隙水情況

煤層頂底板砂巖為直接充水含水層，砂巖露頭受大氣降水補給，滲入砂巖孔隙、裂隙形成含水層。經鉆孔混合抽水試驗和采空區排水資料計算，砂巖含水層富水性弱、中等。

⑤火燒區積水

根據《新疆呼圖壁縣紅三溝煤礦水文地質詳查報告》中對巷道的調查，采場巷道頂部控制了8號煤層火燒層的下限，標高為+1550m，巷道底部和下部斜巷及回風巷道中（+1547m）未見火燒區，通過觀測，火燒區干燥，未見有涌水、滴水現象，火燒區最低下限分布標高均高于礦區潛水面標高+1499.39m。礦井在建設、生產中，需加強觀測礦井涌水變化，發現情況應及時采取措施。

⑥導水斷層

礦井井田東部發育的小型斷裂（f1），斷裂帶出現流水現象，流量約2.5m3/h，未出現突水現象，但井田內不排除存在其它導水斷層的可能性。

2、礦井水害易發生的地點

礦井井下易發生突水的地點是采煤、掘進工作面。在生產過程中與地表水、地下水或老空水溝通時，就會發生突水事故。

（1）采煤工作面向前推進，采空區頂板自然垮落，自下而上形成了垮落帶、導水裂隙帶和彎曲下沉帶。垮落帶及裂隙帶遇到強含水層或老空區、老窯、老巷道積水，水會沿裂隙帶空隙流入井下，造成突水。

（2）掘進工作面在掘進過程中，遇到情況不清的采空區水、斷層水、火燒區積水、孔隙、裂隙水等，同樣是易發生透水的地點。

三、礦井水害防治的主要措施

1、探放水防治措施

（1）掘進工作面嚴格按照設計執行超前探放水，在掘進時支架背牢頂幫，準備一定的坑木和麻袋、黃泥等防水材料，以便隨時堵水;（2）加強探水工作面的瓦斯檢查，當瓦斯超過1%時，應立即停止探水工作;（3）清理水溝，保持水溝暢通;（4）清理巷道，保持安全撤退路線暢通：（5）在打鉆地點或附近安設專用電話;（6）地測科技術人員必須親臨現場指揮。

2、防治地表水害的措施

礦井工業場地位于井田南部，白楊河在工業場地行政福利區北側、輔助生產區及生產區南側呈S形穿過，溝底標高及洪峰流量水流頂面標高均低于對應的工業場地地面標高及各井口標高，不會對工業場地及井口產生威脅，但在礦井擴建工程施工時，對白楊溝進行漿砌片石砌護，防止水流對溝底及溝壁的沖刷，并在溝壁上側上設置鋼管欄桿，以滿足安全需要。同時在工業場地北側修建截水溝攔截坡面匯水，將洪水疏導場地外，能有效地降低沖溝洪水及坡面匯水產生的危害。

井上主要是防洪和地表扒縫，采取措施為：（1）雨季前，清理井口周圍排水溝及井口周圍雜物，防止雜物淤積抬高水位。（2）雨季前及大到暴雨后，檢查地表有無扒縫，并對扒縫進行充填、夯實。

3、防治井下水害的措施

（1）煤礦在建設和生產過程中要按設計要求留設安全隔離保護煤柱，各防水煤柱不得回采。

（2）在+1487m水平井底車場設有主、副水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能保證正常使用，每年雨季前對水倉進行清理。

（3）工作面堅持有疑必探，先探后掘的原則，工作面配備ZDY-3200S型煤礦全液壓鉆機，用于工作面探放水。工作面順槽內設水溝，將工作面積水排入井底水倉，經水泵、排水管排至地面。

（4）鉆孔放水前，必須估計積水量，根據礦井排水能力和水倉容量，控制放水量;放水時，必須設專人監測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時采取措施進行處理，并立即報告調度室。

（5）礦井井下巷道內設排水溝，將井下水排入水倉，經水泵、排水管排至地面。

（6）及時密閉廢棄的巷道，在有積水巷道的密閉墻上留設反流水孔，以便排出采空區積水，避免采空區及廢棄的巷道中的積水給礦井生產造成安全隱患。

（7）每次降大到暴雨時和降雨后，及時觀測井下水文條件變化情況，并及時向礦主管安全的領導報告。

四、結束語

本文基于礦井水文地質特征，分析了礦井水害的類型及易發突水的地點，研究了含水層水害防治關鍵技術，研究成果在本煤礦投入工程應用，應用效果良好。