刘庄矿受水害影响程度及防治水工作难易程度评价

包福新，徐华富

（安徽省煤田地质局 第一勘探队，安徽 淮南 232052）

刘庄煤矿为国投新集能源股份有限公司所辖的一座特大型生产矿井，二叠系含煤地层隐伏于巨厚新生界松散层之下，掩覆于石炭系太原组、奥陶系等地层之上，属于在砂层孔隙含水层下与灰岩岩溶裂隙含水层上开采。

刘庄煤矿矿井位于淮南煤田水文地质分区中区西段的南部，区域上属封闭～半封闭水文地质单元，矿井边界分布见图1。

图1 矿井边界分布示意

1 矿井开采受水害影响程度评价

1.1 大气降水和地表水

矿井为全隐蔽型，煤系地层及底部灰岩露头被巨厚新生界松散层覆盖，可有效阻隔大气降水和地表水的下渗，对矿井生产无影响，对照《煤矿防治水规定》〔1〕（以下简称《规定》）关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井开采受该类型水害的影响程度为简单。

1.2 新生界松散层水

新生界松散砂层水是开釆煤层上方的主要水患。矿井井筒较多，6个井筒均穿过新生界松散层，砂层水始终是井筒的主要水害。井筒成井后涌水量较小，仅主井井筒2005年8月出水，涌水量达39.50m3／h，注浆后减小。目前井筒涌水量较小，2013年6月，单个井筒涌水量为2.30～5.80m3／h，对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井开采受该类型水害的影响程度为中等。

主采煤层露头上覆新生界松散层底部，一般分布有5.23～87.00m 的粘土层，抽水试验无水或单位涌水量q=0.000101～0.007698L／s·m，含水微弱，为新生界底部复合隔水层（组）。但其局部缺失，新生界底部砂层基本直接与基岩接触，组合成走向近南北向、条带状分布的新生界底部砂层直接覆盖于基岩之上的“天窗”。17线～21线间煤层顶底板露头处于“天窗”范围，新生界底部砂层抽水试验单位涌水量q=1.028～1.032L／s·m，属强富水性。矿井开釆受该类水害的影响一是砂层水通过“天窗”区补给煤系砂岩含水层，二是通过开采形成的导水裂缝带充入回采工作面。由于留设了防水安全煤岩柱，对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井开釆受该类型水害的影响程度为中等。

1.3 煤系砂岩水

煤系砂岩水分布于主要可采煤层及泥岩之间，是矿井充水的直接水源。裂隙发育不均匀，构造复杂地段裂隙较发育，有13个钻孔短暂漏水。其富水性受裂隙发育程度控制，抽水试验单位涌水量q=0.0000085～0.0181L／s·m，按照《规定》换算后，单位涌水量最大为0.0488L／s·m，弱富水性。地下水处于封闭或半封闭环境，补给条件差，以储存量为主，一般涌水量不大，易于疏干，对矿井生产一般不构成威胁，但是局部构造或构造裂隙发育地段，使其富水性、导水性增强，具有储存量瞬时突出的危害。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井开采受该类型水害的影响程度为中等。

1.4 底板灰岩水

底板灰岩水是1煤开采的主要水害，太原组1～4层灰岩为1煤底板直接充水含水层。已有太灰不同层位钻孔抽水试验q=0.000248～0.097L／s·m，1～4灰抽水试验q=0.00054～0.0866L／s·m，弱富水性。相邻的谢桥矿C3Ⅰ组灰岩抽水试验q=0.0704L／s·m，C3Ⅱ+Ⅲ组灰岩抽水试验q=0.224L／s·m，太灰全层抽水试验q=0.0174～1.764L／s·m，弱～强富水性。奥灰是太灰的补给水源。区内太灰、奥灰混合抽水试验q=0.00027～0.0095L／s·m，弱富水性。相邻的谢桥矿奥灰抽水试验q=0.000369～2.773L／s·m，弱～强富水性。由于原有灰岩勘探程度不足，灰岩水文地质条件尚未查明，现已安排开始对底板灰岩进行补充水文地质勘探，待查明条件后方可进一步明确1 煤开采受底板灰岩水的影响程度。结合区域资料和相邻的谢桥矿-440m 回风道底板灰岩滞后突水实例综合分析，对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井1煤层开采受该类型水害的影响程度为复杂。

1.5 岩溶陷落柱

华北型煤田揭露的岩溶陷落柱多数无水，但有少数突水，本矿已揭露发育到6煤的陷落柱，不含水、不导水，但1煤距6煤100m 左右，距灰岩平均仅18m 左右。灰岩是高水压含水层，发育在其间的陷落柱含水、导水机率增大，1煤层开采受该类型水害的影响程度为复杂。矿井为煤层群开采，未开采范围大，可能存在有未发现的隐伏陷落柱。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井开采受该类型水害的影响程度为复杂。

1.6 采空区积水

矿井多煤层开采，采空区较多，存有一定积水。但采空区位置、范围、积水量清楚。采掘工作面临近前均及时超前进行探放水，尚未疏放的老空区均设置了探水警戒线。因此，采空区虽然有积水存在，但不威胁采掘安全。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井受该类型水害的影响程度为中等。

1.7 封闭不良钻孔

矿井内原有22 个封闭不良钻孔，后透孔封闭合格2个钻孔，尚有封闭不良钻孔20个和因埋钻事故留有钻具未封闭钻孔1个。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项，矿井开采受该类型水害的影响程度为中等。

综合以上评价，按照“就高不就低”的原则，矿井开采受水害影响程度为复杂类型。

2 矿井防治水工作难易程度评价

2.1 新生界松散砂层水的防治

矿井6个井筒均穿过新生界松散层，现单个井筒涌水量均小于6m3／h，对安全生产无影响。该矿已有井壁注浆堵水的成功经验，今后需继续加强井筒涌水量监测，若发现水量增大，应及时注浆堵水。新生界松散层底部，一般分布以粘土为主的复合隔水层（组），可根据不同回采工作面水体下采动等级，合理确定回采上限，留设安全煤岩柱。在“天窗”范围，砂层水可对煤层顶底板砂岩含水层产生渗入补给，对矿井生产造成一定影响但不威胁安全。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第六项，其防治水工作难度为中等。

2.2 煤系砂岩裂隙水的防治

煤系砂岩裂隙水是矿井主要直接充水水源，以顶、底板进水方式充水且多呈淋水和股流，但很快衰减～干涸。在局部构造裂隙发育地段偶见突水，衰减速度慢，最终稳定水量较小。局部受新生界松散砂层水弱补给。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第六项，其防治水工作难度为中等。

2.3 底板灰岩水的防治

灰岩岩溶裂隙水为1煤开采的底板充水水源。高水压、薄隔水层、富水性不均一的条件下，1煤层开采时，在动矿山压力和灰岩水头压力的作用下，尤其在断层和裂隙发肓地段，会产生底板突水的危害。因此，在1煤开采前必须查明灰岩水文地质条件，有针对性的采取注浆改造1煤底板隔水层或对太原组1～4层灰岩超前疏水降压到安全水头值，以防工作面回采造成突水。防治水工程量大，难度大。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第六项，其防治水工作难度为复杂。

2.4 岩溶陷落柱的防治

矿井6煤120601 工作面回釆过程中发现构造异常后，立即停采并进行了物探、钻探等一系列探查工作并邀请专家到现场勘查、分析论证，在确认为陷落柱但在6煤不含水、不导水后，工作面恢复回采并安全推过陷落柱。矿井为煤层群开采，未开采范围大，可能还存在有未发现的隐伏陷落柱。因此，需投入大量的探测、验证和相应的防治工作。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第六项，其防治水工作难度为复杂。

2.5 老空水的防治

矿井老空区位置、范围、积水量清楚，采掘工作面至探水警戒线时，超前进行探放。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第六项，其防治水工作难度为中等。

2.6 封闭不良钻孔水的防治

矿井钻孔封闭情况及其质量评级建有完整的台账。钻孔留有暗标，孔口位置清楚。在采掘工作面接近封闭不良钻孔前进行透孔封闭。在钻孔孔内变形破坏、无法达透孔封闭要求时，需在井下打钻对其探测或留设防水煤柱。对照《规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第六项，其防治水工作难度为中等。

综合以上评价，按照“就高不就低”的原则，矿井防治水工作难易程度为复杂类型。

〔1〕国家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〔M〕.北京：煤炭工业出版社，2009.

〔2〕邵军战，等.国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿矿井地质报告.合肥：安徽省煤田地质局勘查研究院，2011.

〔3〕包福新，等.刘庄煤矿矿井水文地质类型划分报告（修编）.淮南：安徽省煤田地质局第一勘探队，2013.