田庄煤矿矿井水的分析及防治水建议

全兴科

(山东能源临矿集团田庄煤矿， 山东 济宁市 272103)

1 井田概括

田庄煤矿采用主副井两个立井开拓、两个水平开采、中央并列式通风，一生产水平标高为-167 m，二生产水平标高-250 m；采用走向长壁后退式采煤方法，高档炮采。16上煤单体金属液压支柱支护，17煤铰接顶梁配合单体金属支柱支护。工作面内刮板输运机输运，巷道皮带输送，垮落法管理顶板。

2 矿井充水水源

(1) 大气降水。大气降水是矿井间接充水水源之一，一般通过补给含水层后，再间接渗入矿井中，大气降水对矿井涌水量的大小并无直接关系，只是对涌水量在年内分布规律有所影响。据涌水量观测资料，一般在1～6月份矿井涌水量较小而稳定，8月份以后进入雨季受降雨补给，涌水量有增大趋势，显示大气降水对充水含水层的间接补给作用。

(2) 第四系下组含水层。该含水层在区内分布广泛，含水层厚度较小，稳定性差，富水性中等。在矿井西翼，该含水层与16上、17煤间距为0～200 m，西翼中部因底粘缺失，致使下组水通过煤岩层露头与含煤地层有一定的水力联系，成为矿井涌水补给，对矿井开采有一定的威胁性。

(3) 老空水。矿井17煤生产区上方对应为16煤老空区，低洼地段积聚有老空水，需超前进行探放；另外在井田五、七采区上方3煤老空区面积1.91 km2，已知积水面积23233 m2，积水量50877 m3，与下组16上煤间隔水层厚度平均为145 m，对开采下组煤影响较小。

(4) 十下灰含水层。该含水层中岩溶发育但不均一，为富水性弱～中等的含水层，因是16上煤的直接顶板，构成矿井直接充水水源；同时十下灰距17煤平均只有7.4 m，属开采扰动带影响范围，也是17煤间接充水含水层；十下灰水为静储量水，开采十余年来，经长期疏放，十下灰水位已很低，仅在局部区域对生产有较小影响。

(5) 十三、十四灰含水层。十三灰上距17煤9.95～39.61 m，平均为22.19 m，十四灰上距17煤18.45～61.85 m，平均为34.24 m，因水质和水位动态变化基本一致，两者可视为同一含水层。二水平十三、十四灰水位不均一，水文复杂区水位与奥灰水相近，存在突水威胁，需开展底板注浆改造、增强底板隔水性能、降低突水系数；水文中等区，十三、十四灰水位虽然较高，但与奥灰水没有联系，水源补给差，可通过疏水降压、降低其突水系数，实现安全开采。

(6) 奥灰水。上距16上煤平均为59.35 m、上距17煤平均为52.04 m，在开采情况下，16上煤和17煤有效隔水层平均厚度分别为44.23 m和37.36 m，突水系数小于突水临界系数(0.1 MPa/m)，正常情况下突水可能性较小，但垂向导水性好的断层及断层影响带有可能转化为直接充水水源，威胁煤矿安全开采。

3 矿井水文地质类型

(1) 基底奥灰富水性强。矿井受采掘破坏或影响的十下灰、十三、十四灰补给来源为第四系下组含水层和奥灰，奥灰则受区外侧向径流补给；各含水层补给条件较好，补给水源充沛；十下灰q=0.0044～0.2619 L/s·m，弱～中等富水性；十三、十四灰q=0.0004～0.75 L/s·m，弱～中等富水性；奥灰q=0.1644～4.9600 L/s·m，中等～强富水性。

(2) 老空水较为普遍。矿井17层煤生产区的上方为16煤采空区，老孔区内低洼地段一般都有积水；西翼中部3层煤老空区内存有大量积水。

(3) 矿井涌水。预计的正常涌水量336 m3/h，最大涌水量504 m3/h；目前实际涌水量360 m3/h。二水平曾多次突水、最大突水量1200 m3/h。

(4) 局部区域水文特别复杂、受底板承压水威胁严重。矿井西部第四系底含水、十下灰水和十三、十四灰水及奥灰水联系密切，水质和水位基本一致，底板承压水威胁严重；其他区域含水层间联系不密切，但对开采均有一定程度的影响，须采取带压开采的安全措施。

(5)防治水工作量大、难度较高。矿井西部水文地质条件复杂，底板承压水位高、含水层间联系密切，需详细查明并进行治理，兼有16层煤采后老空积水、断层导水和封孔不良钻孔等因素。

4 防治水工作

(1) 水情不详区域掘进工作面做到有掘必探：二水平五采区南部、七采区大部分区域未经三维地震勘探，构造分布不清，为确保掘进工作面安全，开展了掘进工作面超前物探和钻探。掘进前先用物理勘探超前探查。

(2) 对二水平工作面在回采前利用瞬变电磁、高密度电法等物探手段，结合井下钻探，详细查明工作面内水文地质情况，查明工作面底板十三、十四灰富水性，计算出承压水突水系数，编制工作面探查总结及专门水文地质情况报告。

(3) 封闭不良钻孔、消除了导水隐患：矿井生产区域中有4个地面钻孔没有封闭，孔内各含水层和开采煤层形成了过水通道，对采掘生产安全构成威胁。用水灰浓浆对钻孔进行全孔封闭，彻底消除水害隐患。

(4) 超前探放了老空区积水。二水平五采区南辅面东临F63断层，因断层导水，奥灰水进入工作面顶板十下灰岩，巷道长期积满淋水，积水外缘标高-263 m，积水深度24 m，总积水量10322.7 m3。进行打钻疏放，施工钻孔9个，老空积水全部排放干净。

(5) 超前探查物探断层含导水性。为防止断层导水、确保生产安全，经认真分析和排查，编制了断层超前探查设计，对掘进即将揭露的物探断层进行了含导水性探查。累计施工断层探查钻孔8个，查明了物探断层的具体位置、落差及含导水性等情况，为生产安全和变更设计提供了技术保障。

5 今后防治水要求

(1) 加强第四系下组含水层下段含水性研究和16上煤开采上覆岩层裂隙发育过程及高度分析和观测，合理提高开采上限，以提高煤炭资源回收率。

(2) 建立完善矿井水文观测系统，及时掌握矿井涌水量及动态特征，为生产决策和矿井安全管理提供准确的水文地质资料。

(3) 扩展三维物探面积，准确控制边界断层和井田内大中型断裂构造，为合理布置采区，预防十四灰、奥灰水突然涌水提供资料。

参考文献：

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