大明煤矿(立井)充水条件分析及防治对策

【摘要】大明煤矿（立井）于1958年建井，经过多年的采掘活动，矿井的水文地质条件发生了较大的变化。通过分析本井田的充水条件，摸清井田充水的相关规律，并通过采用技术手段、使用先进的科技设备等方式方法防治水害。

【关键词】井田；充水条件；防治；分析

引言

水灾一直是威胁煤矿安全的五大杀手之一，2010年3月28日发生的王家岭煤矿透水事故，造成了153人被困，115人成功获救，38人遇难的特大事故。因此有效的防治水灾成为了摆在煤矿安全防线上的一道难题。大明煤矿（立井）是一座拥有55年历史的老矿山，巷道采空区关系复杂，开采深度距离地表较浅，充水条件较复杂，做好大明煤矿（立井）的水文地质条件分析工作就显得非常重要。

1、水文地质条件

1.1水文地质条件

根据聚煤时期大明煤矿（立井）水文地质条件分区为东北煤田工程水文地质区。水文地质条件类型为中等。

1.2井田内含水层

1.2.1第四系含水层

井田范围内被第四系地层覆盖，由中、细砂层组成，颗粒圆滑均匀，岩性在垂直及水平方向变化不大，含水层厚6.0～24.0m，向东西及南翼逐渐变薄，水位在0.5～3.0m之间，平均稳定水位1.88m，水的流向多为北东方向。矿井开采后地表形成塌陷坑，第四系含水层积水聚在塌陷坑里，与第四系含水层互为补给。

1.2.2中生界（Kz）粗粒碎屑岩承压水含水层

该含水与第四系地层直接接触，由细、中、粗砂岩及砂砾岩、砾岩组成。该层厚30～200m，一般在60.0～80.0m，平均厚度达67.7m，在砂岩中夹不稳定的砂质泥岩、泥岩及粉砂岩等，能起隔水作用。含水层排泄主要靠风化裂隙及构造裂隙通道渗入井下。

1.3隔水层

井田内良好的隔水层主要为泥岩层，但该泥岩并非全井田整体发育，而是交错分布，主要沉积在白垩系地层中，厚度不一，层数少则1～2层，多则7～8层，平均4～5层，总厚度0.3～20m，平均厚度8m左右。泥岩一般灰黑色，块状结构，硬度较小，具有较好的隔水性。

2、矿井充水因素分析

2.1充水水源

2.1.1大气降水 大气降水的主要形式是雨和雪。它们一部分蒸发和流走外，另一部分沿着第四系含水层的空隙和裂隙渗入地下或积聚在塌陷坑内，补给第四系含水层。

2.1.2地表水 地表水主要是经过塌陷坑里积水，积水通过空隙和裂隙渗入第四系含水层。该井田内截止2012年末地面共有塌陷坑43个，塌陷面积259.1万m2，积水量约345万m3。本井田东6.0公里左右有辽河流经，井田地表有两条人工河渠，东洋河及北洋河，由北向南流经井田东部，均属季节性河流，是辽河右岸的一级支流。

2.1.3含水层 第四系含水层、砂岩、砾岩受风化的岩层通过空隙和裂隙对侏罗系地层补给，或通过开掘巷道、钻孔形成补给。

2.1.4采空区积水 本矿井从1958年开始建井，至今已有50余年历史，井田内有众多的采空区和旧巷，其积水主要来源有：其一为工作面采动后，导水裂隙带与上覆含水层相导通，使含水层水进入采空区；其二为充填、消火、注浆等用水，赋存于采空区及旧巷之中。

2.1.5断层水 断层把含水层沟通，采掘工作面揭露或接近导水的断层时，形成充水。

2.1.6封闭不良的钻孔

因钻孔封闭不良形成导水通道，使地表水、含水层、老窑采空区水等流入井下，形成充水。本井田有地质钻孔197个，现透、封孔6个，并有9个通讯（抽放）孔进行了透、封孔。

2.2矿井充水通道

2.2.1矿井充水天然通道

断层导水：东一四层回风材料道实见F6号断层，用风煤钻施工探眼后，有水流出，邻近断层的巷道局部顶板有淋水点。

侏罗系含水层淋水：东一四层南一段工作面回顺在掘进及回采期间，顶板为本含水层的岩层，出现了较大的淋水，因此该工作面没能完全回采。

2.2.2矿井人为充水通道

井筒：该矿有井筒7个，其中入风井5个，回风井1个，报废封闭1个。各个井筒均穿过第四系含水层，多年的使用每个井筒均有淋水流入井下。

钻孔导水：充填、通讯、抽放等钻孔，因封孔不好，出现过导水现象，流出的水为第四系含水层水。

开采后冒落带、裂隙带导水：煤层赋存距地表（含水层）较近，冒落带与导水裂隙带发育，将上部含水层水或邻近的老空水导入采空区。

2.3矿井涌水量

全矿在水仓入口设一个水文观测总站，用来观测矿井涌水量。在南翼水仓、一四井大巷、东一采区石门设三个水文观测分站，用来观测各个采区涌水量。根据2000～2012年的涌水量观测，最大涌水量为52.2m 3/h，最小为14.7m3/h，平均为34.3m3/h。

3、防治对策

3.1矿井存在的主要水害问题

大明煤矿（立井）资源的枯竭，开采下幅（层）煤势在必行，但本井田采空区及巷道关系较复杂，在采掘前做好采空区下（邻近采空区）的防治水工作成为以后工作的重中之重。部分地段的煤层赋存较浅，在回采期间很容易通过导水裂隙带与含水层导通，造成水灾事故。地表塌陷坑众多，并有季节性河流，因此在汛期期间可能发生洪涝灾害。

3.2采取的防治水措施

3.2.1及时做好矿井涌水量的观测工作，加强日常排水系统的检查与维护工作。通过安设先进的仪器设备（KJ402矿井水文监测系统）对井上下的受监测区域实时监测，一旦出现报警，立即采取安全措施，保证人员及矿井的安全。

3.2.2在汛期到来前（期间）做好大坝巡查及塌陷坑巡查的相关工作，发现问题及时处理。

4、结束语

大明煤矿（立井）是一个老矿井，受多年采动的影响，水文地质条件日趋复杂，因此做好井上下的防治水十分重要也是十分必要的，在日常工作中要严格按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则进行处理。要严格按照《煤矿防治水规定》的内容执行，保证人员和矿井的安全。

参考文献

[1]国家煤矿安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[S].北京：煤炭工业出版社，2009：56.

[2]国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定释义[S].北京：中国矿业大学出版社，2009.

作者简介

1杨晓光（1986—），男，辽宁调兵山人，助理工程师，学士，2009年毕业于辽宁工程技术大学，主要从事水文地质及矿井地质工作。