某矿井充水因素分析及防突水措施管理

李赛玉

(大同煤矿集团同地龙驭煤业有限公司， 山西 临汾 041000)

1 前言

某整合矿井位于霍西煤田乔家湾详查勘探区南部边缘，井田地层由老至新依次为奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组，第四系中更新统。

本井田以寺坡南圪塔向斜为主体构造，伴生次一级的褶曲和4条中型断层，地层倾角4°～8°，构造属简单类。

本区地表水属黄河流域汾河水系，属季节性河流，雨季出现洪水流，地表水汇集于井田东南部沟谷，流入汾河，汾河至河津禹门口汇入黄河。

井田主要含水层为碳酸盐岩类溶裂隙含水岩组、碎屑岩类裂隙含水岩组、松散岩类孔隙含水岩组。主要隔水层为中石炭系本溪组，上石炭统及下二叠统。

井田内可采煤层共2层。2号煤层位于山西组上部，下距9+10+11号煤层69.73～81.01m，平均距离74.35m。煤层厚度0.37～2.30m,平均厚1.29m。9+10+11号煤层位于太原组下段上部，煤层厚度2.20～4.15m，平均厚3.01m。

2 矿井充水因素分析

2.1 地表水对矿井开采的影响

井田内地表水仅为冲沟的季节性河流，平时干涸，只有雨季出现水流，且时间短，由于煤层以上有泥岩、粉砂岩隔水层，一般对矿井开采影响不大[1]。

2.2 构造对矿井充水的作用和影响

井田构造为背向斜并伴随有宽缓褶曲，断层不发育，发现4条小断层，断距在10m以内，只是使岩层裂隙发育，在构造裂隙带的作用下，将有可能导通地表水，发生水力联系，因此富水性有所增强，但只要加强排水工作，一般对矿井开采影响不大。由于F101断层地处2号煤层风化带，在导水裂隙和构造裂隙叠加的作用下，将有可能导通基岩风化带裂隙水，而进入9+10+11号煤层巷道，对开采下组9+10+11号煤层产生一定的影响，因此矿方应加强探放水工作，预防发生事故。

本井田构造简单，只是煤层浅埋藏地带，风化裂隙发育，裂隙水将成为矿井的充水水源，雨季应加强防范。

2.3 含水层对矿井开采的充水影响

综合本区各含水层与开采煤层的关系，对矿井开采有直接充水影响的主要有：

(1) K8砂岩含水层为2号煤层顶板，弱富水性，对矿井开采具有一定的影响。中西部K8层位以上砂岩，由于有厚层的泥岩、粉砂岩隔水层存在，且一般富水性弱，一般不会影响矿井开采。根据“三下”采煤开采规程，2号煤层顶板为中硬岩层，煤层冒落带高度为[2]

(3)奥陶系石灰岩含水层为下组煤层的底板间接含水层，根据资料本井田奥灰水位约545～555m，井田内9+10+11号煤层最低标高990m，不存在带压开采。井田内2号煤层已采空，在低洼处存有积水，9+10+11号煤层距2号煤层最小间距69.73m，9+10+11号煤层最大导水裂隙带高度为71m。因此，2号煤层采空区积水将沿裂隙进入9+10+11号煤层中，应引起矿方注意，加强防治措施。

2.4 采空区积水对矿井开采的充水影响

井田内2号煤层已采空，1号煤层局部采空，因1号煤层距2号煤层较近，积水已渗入到2号煤层采空区。2号煤层最低处，均在煤层露头区，因此积水不严重。9+10+11号煤层局部采空。在采空区内局部低凹处存有一定积水。由于是整合矿井，根据调查访问，在井田的中西部有采空区的存在，存在大量积水，开采9+10+11号煤层时将产生一定影响。因此应引起矿方重视，加强防范措施。经调查，9+10+11号煤层采空区积水5处，本次采用《矿井安全手册》中采空区积水量公式进行预算。

式中：Q——采空区积水量，m3；

S——采空区投影面积，m2

α——煤层倾角

M——煤层平均厚度，m；

K——充水系数，取0.2。

经预算，2号煤层采空区积水面积约为67 178m2，积水量9 500m3，9+10+11号煤层采空区积水面积179 353m2，积水量98 500m3。可以看出，井田内积水较为严重，在开采各煤层时要高度重视，采取防范措施，防止事故发生。

3 防治水管理

(1)综采队成立防治水小组，安排专职水泵司机，负责两巷及工作面的排水工作。水泵司机必须坚守岗位，坚持现场交接班。

(2)所有在工作面工作的人员要进行突水预兆知识培训，增强职工防范水害意识。

(3)回采前综采队要检查排水管路及排水设施是否安装齐全，运转是否良好。

(4)综采队要加强排水设备日常维护，确保排水管路畅通，排水设备完好，要经常清理淤泥、杂物，保证水泵进水口畅通。

(5)严格控制积水混入出煤系统，严禁用皮带进行排水。

(6)运顺皮带机机头处及皮带机尾沉淀池内的淤煤、杂物要安专人定期清理，并安专人排水。

(7)工作面现场作业人员要密切注意工作面及两巷水文情况，当工作面发现有出水预兆时，如煤壁挂汗挂红、空气变冷、出现水雾、水叫、淋水增大等，要及时汇报；并及时组织人员现场观测，采取相应措施；工作面涌水异常时，必须对工作面进行瓦斯检查。

(8)地测部门要加强对工作面水文观察及水文调查分析，当工作面涌水量增大时，要取水样送检确定水源，并制定相应的治水措施。

(9)所有的排水设备检修时必须挂牌管理；排水设施损坏必须及时维修或更换，确保积水能及时排除。

(10)水槽子上口必须用大板盖严，经过水槽口的轨道，下面必须穿工字钢加固，确保行人及运输安全。

4 防突水措施

(1)加强跟班制度,及时掌握情况。

(2)地质人员要及时掌握水文地质情况并向上级汇报，向有关单位提供水文地质资料。

(3)教育职工掌握突水预兆，注意观察水情，发现异常情况及时汇报调度，受安全威胁时停止回采。

(4)过钻孔和地质异常带，应及时提供水文地质预报，并另编制安全技术措施。

(5)工作面初次放顶期间，要特别加强防排水措施的落实和水情监测工作，发现出水征兆要立即停止作业并上报有关单位，待鉴定后方可施工。

5 结论

通过对某矿井的地质条件的分析，分析了矿井的充水因素，并结合矿井实际情况提出了相应的矿井防治水措施，为类似矿井提供了借鉴意义。