唐安矿矿井充水条件及影响因素分析

崔 雅

(山西兰花集团 唐安煤矿，山西 高平048400)

0 引言

根据2009 年山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件《关于晋城市直煤矿企业兼并重组整合方案的批复》(晋煤重组办发［2009］60 号)，山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司为兼并重组整合单保矿井。山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司始建于建国初期，原属高平市市营煤矿，1980 年矿井进行60 万t/a 改扩建，1990 年矿井一期30 万t/a 改扩建竣工投产，矿井生产能力一直徘徊在30 万t/a 左右。1998 年加入山西兰花科技创业股份有限公司后，矿井生产能力达到60 万t/a。2005 年9 月，生产能力达到150 万t/a。根据山西省煤炭工业厅文件(晋煤行发［2012］544 号)，关于山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司核定生产能力的批复，核定生产能力为180 万t/a。2012 年9 月21 日山西省国土资源厅为该矿换发了采矿许可证(证号为C1400002009121220050841)，批准开采3 -15 号煤层，批准生产规模150 万t/a，批准井田面积为24.727 4 km2，有效期限为30 年，开采深度由870～510 m 标高，(9、15 煤层未经环保部门论证批复，暂不允许开采)。现依据井田水文地质条件将区内矿井充水因素分析如下。

1 矿井充水来源

1.1 大气降水对矿井充水的影响

本井田东部由于各煤层埋藏相对较浅，最浅处为41.28 m，3 号煤层采空导水裂缝带为62.00 m，因此，大气降水通过基岩裂隙、松散沉积物孔隙渗入井下，或者通过采空导水裂缝带、地表塌陷、裂缝进入井下，大气降水对井田3 号煤层东部开采有一定的影响，但对未来三年矿井开采井田内3 号煤层西部影响较小。根据矿井涌水量的长期观测，降水量随季节变化，矿井涌水量也有小幅变化，丰水期与枯水期变化量在10 m3/h 左右，一般雨季后2～3 个月，矿井涌水量有小幅增加，说明大气降水对矿井涌水量影响不大，地表与采空区无直接导通现象。

1.2 地表水对矿井充水的影响

位于井田内的地表水体主要是原村河和马村河流，流向均大致由西向东，河的两岸均较宽阔，均为季节性河流，仅在雨季时有短暂水流通过。

井田内有2 座中小型水库:章庄水库和掌握水库。章庄水库位于井田西北部，章庄村西南200 m 处，雨季最大库容量70万m3左右，水库面积约97 534 m2左右。掌握水库位于井田中部，掌握村东北，雨季最大库容量5 万m3左右，水库面积约17 503 m2左右。2014 年5 月5 日调查章庄水库水面标高933.44 m，平均水深1.40 m，积水面积51 822 m2，积水量约72 550 m3。掌握水库2009 年5 月至2010 年4 月水位逐步下降几乎干涸，至2010 年5 月10 日干涸，截止目前，只在雨季降雨后有短暂少量积水，水深不超过0.50 m。

这些地表水体通过断层、陷落柱、采煤引起的地表塌陷、裂缝进入井下，对矿井生产形成一定的影响。将来本矿开采至其附近时，应采取有效措施，防止雨季地表水通过采空区地表塌陷、裂缝涌入井下，造成水灾事故。

本矿未来三年内开采井田内西部3 号煤层，距章庄水库和掌握水库较远，掌握水库已留设防隔水煤柱。通过对掌握水库周围多年地表勘查，地面无任何塌陷、裂缝、位移等变形现象，说明掌握水库煤柱留设合理，水库积水对三年内的开采无影响。章庄水库保护区附近没有布置采掘工作面，对矿井生产影响较小。

1.3 老窑水对矿井充水的影响

本矿井及相邻矿井的采空区内有不同程度存在积水，其积水量随着开采面积的增大而逐渐增加，对本矿的开采有一定的影响。开采时必须加强调查及探放水工作，预防水害事故的发生。

1.4 含水层对矿井充水的影响

本井田批采3、9、15 号煤层，其中3 号煤层直接充水含水层是山西组砂岩裂隙含水层，间接充水含水层为下石盒子组砂岩含水层。9、15 号煤层直接充水含水层为太原组岩溶裂隙含水层，属中等富水含水层;山西组砂岩含水层为间接充水含水层。现开采3 号煤层，9、15 号煤层未开采;根据以往开采3 号煤层情况，井下采空区积水主要为煤层含水及顶板淋水，历年来的开采对矿井生产有一定影响。

2 矿井充水通道

根据井田水文地质条件，矿井充水通道主要包括断层、陷落柱、岩层裂隙、采空导水裂缝带、封闭不良的钻孔和旧井筒等。

2.1 煤层开采后形成的垮落带及导水裂缝带

煤层开采后影响上覆岩层破坏的主要因素有煤层顶板的岩性组合、开采厚度和采煤方法。井田内可采煤层为3、9、15号煤层，3、9 号煤层上覆岩性组合为砂岩、砂质泥岩，为中硬岩层，15 号煤层上覆岩性组合为灰岩、砂岩、砂质泥岩，为坚硬至中硬岩层。目前，该矿开采3 号煤层，采用一次性采全高，顶板管理方法采用全部垮落法。

通过计算可知，井田内3 号煤层采空后，垮落带高度为15.51 m，导水裂缝带最大高度为62.00 m。由于3 号煤层东部埋藏相对较浅，最浅处为41.28 m，导水裂缝带局部会与松散层构通;其导水裂缝带导通至下石盒子组下部(包括K8 砂岩含水层)。但该矿未来三年开采井田内西部3 号煤层，目前大气降水对开采3 号煤层西部影响较小。

2.2 构造对矿井开采的影响

井田总体呈背、向斜相间或相交的褶曲构造，共发育次一级背、向斜构造8 个，其向斜轴部较低，采空区容易积水。当巷道进入向斜轴部地段时，矿井涌水量会增大，对矿井的开采有一定的影响。

井田内陷落柱发育，据以往勘查工作及矿井实际揭露情况，陷落柱体内一般干燥无水，只在个别地区发现有细小的淋头水出现，说明陷落柱的导水性比较差。总体来说，地质构造对井田的水文地质条件有一定影响，主要是向斜构造的聚水作用和个别断层的导水作用。因此，一定要重视对隐伏断裂及其他构造形迹的探查和研究，防止断裂及破碎带突水造成的水害。

2.3 未封堵和封堵不良钻孔及未封堵和封堵不良的旧井筒的影响

井田内共有勘探钻孔34 个。按规定，勘探时施工的各种钻孔，在工作结束后都要按要求进行封闭，如果封孔质量未达到标准要求，钻孔就成了煤层与其顶底板含水层或地表水之间的充水通道，如在生产过程中，未封堵和封堵不良钻孔及未封堵和封堵不良的旧井筒，可沟通地表水及各含水层水，使矿井涌水量增大，影响煤层正常开采，甚至出现严重的水灾事故。矿井在生产过程中应加强防范，在临近勘探钻孔开采时应加强探放水工作。

3 结语

综合以上分析，该矿采取相应措施，能将矿井充水条件及通道对矿井的防治水影响因素降到最低，从而保障矿井防治水的安全。