淺談山西某煤礦防治水分區(qū)管理

常 明

（中國煤炭地質(zhì)總局第四水文地質(zhì)隊，河北邯鄲056001）

1 礦井概況

該煤礦位于山西省境內(nèi)中南部,由兩座煤礦重組整合而成，井田面積5.182km2。山西省國土資源廳于2012年12月頒發(fā)采礦許可證，有效期至2032年12月，批準開采2號～15號煤層，生產(chǎn)能力為90×104t/a，開采深度由+1340～+659.99m 標高。礦井采用斜井開拓，采用機械抽出式通風方法、初期采用中央并列式通風方式，后期采用分區(qū)式通風方式。各煤層均采用長壁式采煤方法，一次采全厚，其中3、4、8、11號煤層采用綜采工藝、15號煤層采用綜采放頂煤工藝，其他各采區(qū)采煤工作面均沿煤層走向布置；頂板管理采用全部垮落法。該礦目前開采15號煤層。

通風方式初期采用中央并列式通風方式，后期采用分區(qū)式通風方式。

水倉有效容積1557m3。水泵房安設(shè)三臺DF280-43×6 型潛水泵，額定流量為280m3/h，額定揚程為258m，配用電機型號Y355L2-4，功率315kW，正常涌水時一臺工作、一臺備用、一臺檢修。

強排系統(tǒng)直接聯(lián)通一采區(qū)主水倉，安設(shè)一臺YQ550-460/12-1120/GS 型礦用排沙潛水泵，額定流量為550m3/h，額定揚程為460m，潛水電動機P=1120kW，1470r/min，10kV，排水管路選用一趟?351mm×12.0mm型防腐鋼塑管。強排潛水泵雙電源由地面變電所直接供電，啟停及監(jiān)測均在地面進行。

礦井目前正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為50m3/h；該排水系統(tǒng)符合《煤礦防治水細則》要求，滿足礦井排水需要。

2 地層及構(gòu)造

2.1 地層

井田出露和揭露的地層由老到新依次有：奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組、峰峰組、石炭系中統(tǒng)本溪組、石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、二疊系上統(tǒng)上石盒子組和第四系中上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。

2.2 構(gòu)造

井田總體構(gòu)造為單斜構(gòu)造。北部走向近南北，傾向西，地層傾角8°～14°，平均10°，地層產(chǎn)狀較平緩。根據(jù)井下鉆探揭露資料，小斷層較發(fā)育，共發(fā)現(xiàn)斷層22條，均為正斷層，落差多3m以下，落差4m的1條，5m以上2條，走向以NE、NW為主。

井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)陷落柱48 個，均為上部煤層揭露或?qū)崪y得出，參見表1。

表1 井下實測揭露斷層統(tǒng)計表

2.3 巖漿巖

井田內(nèi)無巖漿巖。

3 充水因素

充水水源主要有：大氣降水、地表水、地下水、老空水。根據(jù)該礦地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，對可采煤層的采掘影響進行分析如下。

3.1 大氣降水、地表水

大氣降水、地表水是上組煤層頂板各含水層以及巖溶地下水的直接補給來源。大氣降水、地表水可以通過基巖埋藏較淺地帶與基巖風化帶裂隙補給上組煤層頂板砂巖裂隙含水層來間接增加礦井涌水量。特別在雨季大氣降水相對富集，涌水量高峰期往往滯后2個月左右，受降水量的影響其涌水量的峰值在10 月份。因此，雨季及后續(xù)的幾個月應(yīng)是礦井防治水工作的重點。

3.2 地下水

3.2.1 太原組砂巖裂隙水對礦井開采的充水影響

15 號煤層距K4石灰?guī)r47.33～54.93m，平均為51.20m。因此，15 號煤層開采后導(dǎo)水裂縫帶（參見表2）可直接勾通K4、K3、K2石灰?guī)r含水層，使K4、K3、K2石灰?guī)r含水層直接向礦井產(chǎn)生充水影響（參見圖1）。

表2 各煤層開采的導(dǎo)水裂縫帶高度計算表

圖1 主采煤層采動對頂?shù)装搴畬拥挠绊懛秶疽夂唸D

3.2.2 奧陶系灰?guī)r水對礦井開采的充水影響

通過實測地下水位，奧陶系（上馬家溝組）水位標高為+807.500m。臨近礦井奧陶系（峰峰組）水位標高為+829.080m，由于地下水流向為由西南向東北。而井田西部邊界附15 號煤層最低底板標高是+840m，所以奧陶系灰?guī)r水對該礦目前開采15號煤層基本無影響。

3.2.3 采空區(qū)積水對礦井開采的充水影響

采空積水區(qū)均為礦井整合前和整合期間開采形成的，通過水患補充調(diào)查工作，井田內(nèi)采空區(qū)積水圖紙和資料完整，位置、面積、積水量清楚。且布置工作面礦方掘進時留設(shè)保護煤柱，有可能對采掘工作有一定影響，但不威脅礦井安全生產(chǎn)。

井田外某小煤礦8 號煤層采空積水區(qū)面積5.6 ×104m2，積水量約3.9×104m3，該積水區(qū)對二采區(qū)工作面有影響。

4 水患分析

采空區(qū)積水以及構(gòu)造陷落柱導(dǎo)水是該礦主要水患因素，其次為地下水。

該礦通過收集和整理整合前后的開采情況以及地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，分析了礦井含水層賦存規(guī)律及其富水性，按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定要求開展了采空區(qū)積水探查工作，共探明井田內(nèi)：3 號煤層有1 處積水區(qū)，積水量44000m3，4 號煤層有5 處積水區(qū)，積水量17836m3，8 號煤層有6 處積水區(qū)，積水量49177m3，15 號煤層有1 處積水區(qū)，采空區(qū)面積2113m2，預(yù)測積水量累計約3157m3，積水區(qū)范圍、積水量基本清楚。

井田外：某小煤礦8 號煤層采空積水區(qū)面積5.6×104m2，積水量約3.9×104m3。井田內(nèi)采空區(qū)及周邊礦井積水是該井田的主要水患，該礦對采空區(qū)積水位置、范圍和積水量均已查明。特別是小煤礦越界開采礦井形成的老空區(qū)是該礦的主要水患，此項采空區(qū)普查工作為采空區(qū)防治水工作提供了依據(jù)。

5 分區(qū)管理

5.1 劃分原則

可采區(qū)：即達到水文地質(zhì)條件清楚、水害防治措施到位的區(qū)域。資源整合礦井通過水患補充調(diào)查達到老空積水分布的位置、范圍、積水量（包括引起積水量動態(tài)變化的因素）清楚的區(qū)域。

緩采區(qū)：存在老空積水、承壓水等水害隱患的區(qū)域，因資金、技術(shù)等原因還未達到水文地質(zhì)條件清楚或水患有效治理的區(qū)域。

禁采區(qū)：經(jīng)安全論證，通過現(xiàn)有技術(shù)、裝備等難以達到安全開采的區(qū)域。

5.2 劃分結(jié)果

通過論證分析，對全井田可采煤層進行了劃分，劃分結(jié)果如下所述。

5.2.1 可采區(qū)

4號煤全井田為可采區(qū)，可采區(qū)面積為3.7km2，可采儲量為125.9×104t，服務(wù)年限為1年。

8 號煤全井田為可采區(qū)，可采區(qū)面積為5.182km2，可采儲量為332.3×104t，服務(wù)年限為2.6年。

在對東南亞的足球交往活動中，同樣可以看到這樣的政治用意。如1928年8月15日《申報》曾有過以下報道：馬尼拉中國青年會籃球隊隊長蔡一錢、沈云章受菲律賓著名華僑領(lǐng)袖林珠光委托，專門到上海邀請樂華足球隊訪問菲律賓。其緣由是因為1928年6月，曾有香港醫(yī)科大學(xué)足球隊到菲律賓訪問，比賽5場，以一勝、一平、三負的成績給當?shù)厝A僑以很大的刺激，特別是一貫熱心體育的林珠光尤有無盡之感慨，故不惜巨資，擬邀請名震中外的上海樂華足球隊前往菲律賓進行訪問比賽，以振奮華界精神。

11號煤全井田均為可采區(qū)，可采區(qū)面積5.182km2，可采儲量為386×104t，服務(wù)年限為3.1年。

15 號煤可采區(qū)位于井田大部，可采區(qū)面積4.557km2，可采儲量為776.6×104t，服務(wù)年限為6.2年。

5.2.2 緩采區(qū)

2號煤層主要為小煤窯開采破壞區(qū)，尚賦存部分邊角煤資源，面積為4.20km2，采掘方案尚未明確，目前已經(jīng)停止開采。

3號煤層主要為小煤窯開采破壞區(qū)，尚賦存部分邊角煤資源，面積為4.20km2，采掘方案尚未明確，目前已經(jīng)停止開采。

15號煤層緩采區(qū)主要為井田東南部整合前采掘區(qū)域，尚賦存部分邊角煤資源，面積為0.625km2，采掘方案尚未明確。

5.2.3 禁采區(qū)

該煤礦無禁采區(qū)，參見圖2。

6 防治措施

6.1 可采區(qū)

老空水是該煤礦防治水未來五年工作的重點，未來五年，該煤礦開采15 號煤，因此采掘過程中要堅持“預(yù)測預(yù)報、探掘分離、有掘必探、先探后掘、有采必探、先治后采”的原則，做好超前物探和超前鉆探工作。做好采（古）空區(qū)積水探放水工作，是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

在進行采、掘、開施工前，依據(jù)現(xiàn)有資料必須認真做好水患預(yù)測預(yù)報工作。礦井防治水機構(gòu)、人員、設(shè)備、資金、預(yù)案等按礦井水文地質(zhì)類型設(shè)置，要滿足《煤礦防治水細則》相關(guān)規(guī)定。

堅持隱患排查制度，認真執(zhí)行隱患逐級排查制度，對采掘工作面每日進行排查，對查出來的水患隱患，制定專門的防治水措施，做好追蹤管理，保證各項措施的落實，確保安全生產(chǎn)。

利用地面、井下物探技術(shù)對工作面構(gòu)造及富水性進行控制，根據(jù)工作面富水性分析及水量預(yù)測，落實好排水設(shè)備、排水管路、措施，做好工作面的防排水工作。鉆孔、斷層、陷落柱突水是本煤礦防治水的重點之一，也是保證礦井安全生產(chǎn)的重要因素，如果發(fā)現(xiàn)工作面有鉆孔、陷落柱，應(yīng)留設(shè)防水煤柱，并在安全距內(nèi)做好探查工作，根據(jù)情況采取相應(yīng)措施。

6.2 緩采區(qū)

該煤礦緩采區(qū)主要為老窯破壞區(qū)域，現(xiàn)存邊角煤資源，現(xiàn)階段主要防治水患為老空區(qū)積水。在今后的生產(chǎn)過程中提前對該區(qū)域開展地面物探及鉆探手段，以摸清緩采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件，查明含水層位置、富水性及導(dǎo)水通道，達到水文地質(zhì)條件清楚的程度，以便轉(zhuǎn)換為可采區(qū)。

7 結(jié)語

此次山西省煤炭工業(yè)廳出臺該文件，是為了更好地指導(dǎo)山西省各大煤礦的防治水工作，該煤礦按照規(guī)定要求進行了“三區(qū)”劃分，從而提高了該煤礦防治水工作。全國各大煤礦在生產(chǎn)過程中，對地質(zhì)、水文地質(zhì)條件是一個干擾和破壞的過程。因此，礦井水文地質(zhì)條件也會受采動的影響而發(fā)生變化，礦井應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的新情況、新問題進行適當調(diào)整，以滿足安全生產(chǎn)要求，實現(xiàn)安全生產(chǎn)任務(wù)目標。

煤礦“三區(qū)”劃分是動態(tài)的、能相互轉(zhuǎn)化，在煤礦開采過程中，若水文地質(zhì)條件發(fā)生較大變化，應(yīng)重新進行“三區(qū)”劃分，確保煤礦安全生產(chǎn)，防范突水危險事故的發(fā)生。“三區(qū)”劃分工作值得向全國各大煤礦推廣，該工作有利于全國各大煤礦的防治水工作的開展，保障礦工的生命安全。