中岳煤矿矿井充水分析及水害防治措施

唐青凤

（晋城市水利局，山西 晋城 048000）

中岳煤矿位于晋城市泽州县北约35km处王家庄—东周村一带，分跨高平市和泽州县两个地区，行政区划隶属于泽州县大阳镇。煤矿批准开采3～15号煤层，生产规模90万t/a，井田面积6.6853km2，开采深度标高840～600m。

1 自然地理概况

1.1 地形地貌

井田地处太行山西麓，晋获褶断带西侧，为中低山区。井田绝大部分被第四系黄土覆盖，受侵蚀后黄土陡坎及沟壑发育。地形大致西高东低，最高点位于井田西北部边界的山顶上，海拔1007.27m，最低点位于井田东北部边界耕地处，海拔845.00m，相对高差162.27m。

1.2 水文

本区属黄河流域沁河水系丹河支流，区域内主要河流为巴公河，位于井田西南部，距井田约4km，是丹河的主要支流，该河为季节性河流。井田内无常年性河流和大的地表水体，雨季降水沿沟谷自然排泄。

1.3 气象

本区属东亚温带大陆性气候，四季分明。年均气温 11.5℃，1—2月最低，极端最低气温-24.8℃（1956年1月21日），6—7月最高，极端最高气温38.6℃（1967年6月4日）；年均降水量573.8mm，历史最高年降水量达1010.4mm（1956年），最低仅295.9mm（1965年）。雨季多集中在7—9月，约占全年降水量的70%；多年平均蒸发量1827.8mm。

2 矿井地质及水文地质条件

井田位于沁水煤田晋城煤炭国家规划矿区东南部，大面积为第四系黄土覆盖，西部零星出露二叠系下统山西组、下石盒子组以及二叠系上统上石盒子组地层，东部零星出露石炭系太原组地层。依据井田内分布的地下含水层，按时代、岩性、分布层位等，可划分以下几种类型：松散层孔隙含水层，基岩风化带裂隙含水层，二叠系上、下石盒子组和山西组砂岩裂隙含水层，石炭系上统太原组岩溶裂隙含水层，奥陶系中统岩溶裂隙含水层。

3 矿井充水因素分析

3.1 大气降水对矿坑充水的影响

降水通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，成为矿坑充水的间接但重要的补给来源。井田东北和南部地区煤层埋深较浅，大气降水可通过采煤形成的裂隙渗入矿井，从而增大矿坑涌水量。

3.2 地表河流对矿坑充水的影响

井田地处巴公河上游，有两条小支流，均为季节性河流，平时基本干枯无水，雨季河水较大，洪水期水位骤然增高，在井田东北和南部地区，采煤将沟通地表，使地表水进入矿坑，导致矿坑涌水量增加。

3.3 水库水对矿坑充水的影响

井田东南边界处有大阳水库，为小（二）型水库。该水库属井田边界保护煤柱留设范围，下部禁止采煤，因此，大阳水库水对井田矿坑充水影响不大。

3.4 地下水对矿坑充水的影响

井田西北部零星出露二叠系上、下石盒子组和山西组地层。其含有K7，K8，K9砂岩裂隙含水层，距3号煤层平均距离分别为10.81m，17.33m，20.13m。井田3号煤层开采形成的冒裂带和导水裂隙带将沟通以上含水层，使地下水进入井巷，成为矿井充水的主要来源；井田其余地区为第四系黄土覆盖，下部有石炭系太原组含煤地层分布，其中：9号煤层上覆有K5，K6灰岩裂隙含水层，15号煤层上覆有 K2，K3，K4灰岩裂隙含水层。9号、15号煤层开采将沟通以上含水层，成为矿井充水的主要来源。另外，在井田东北部煤层埋藏浅处9号、15号煤层开采，采煤形成的导水裂隙带还将破坏第四系松散含水层地下水，成为矿井充水的主要来源。

3.5 采空积水对矿井充水的影响

井田范围内原中窑煤矿和东街煤矿为开采3号煤层时间较长的老矿，东街煤矿的15号煤层也有小窑破坏区，采空区和破坏区面积均较大，存储大量的积水，经估算，3号、15号煤层采空区、小窑破坏区积水量为49.5万m3，采空区积水成为矿井充水的主要水源。

3.6 构造水对矿井充水的影响

井田内构造主要为一向西倾斜的平缓单斜构造，目前未发现断裂构造。构造对矿井充水影响不大，但在今后生产过程中应注意隐伏断层或陷落柱部位可能对矿井产生的充水影响。

3.7 奥陶系岩溶水对矿坑充水的影响

本井田奥陶系岩溶水位标高为550～560m。据煤层底板等高线图，井田内9号煤底板标高730～850m，15号煤层底板标高690～850m，均高于岩溶水位标高。岩溶水对矿坑充水无影响。

4 矿井水害防治措施

4.1 井上防治措施

要掌握当地多年降水量及最大洪水位资料，结合井田具体条件建立防水、排水系统；在容易积水地点修筑沟渠排水；对地面裂缝、塌陷点及时进行填塞；对排到地面的井下水要妥善处理，避免倒渗井下；加强防汛设施的检查。

4.2 井下防治措施

本井田拟开拓下组9号、15号煤层，矿井水的防治重点应是上部3号煤层采空区积水以及小窑破坏区积水，矿方应制定严格的防治水安全措施，具体措施如下：

掘进巷道坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”放水原则；开采上覆有积水区煤层，必须采取有效措施释放完采空区积水；严格按设计探放水；采掘工作面或其他地点发现挂红、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水量加大，顶板来压，底板鼓起或产生裂缝出现渗水，水色发浑，有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，发出警报，撤出所有受水害威胁的人员，并立即报告调度室；按照矿井设计留足各处防水保安煤柱，相邻矿井留设防水隔离煤柱，严禁开采；每年汛期前必须对井下排水的所有设施进行二次检查检修，并做联合排水试验；及时收集相邻矿井的采掘、水文等技术资料。每次降大雨或暴雨后，及时检查井下水文变化情况，并向调度室报告；要配备探水钻和专门的探放水人员，保证探放水安全实施；做好井下巷道测量与应密闭巷道的密闭工作，做好井下地质与水文地质记录与观测工作，井下应有每日矿坑涌水量实测的记录日志，分析涌水量变化与降雨、开采地质条件变化的关系，一旦发现异常，应及时分析原因，采取果断的技术措施；编制井下矿井涌水突发事故应急预案。