平禹四矿矿井水害防治探讨

许江涛

摘要：根据所获取的资料分析了平禹四矿的水文情况，得出了矿井突水规律，提出了水害防治措施，为矿井防治水工作提供了一定的帮助。

关键词：煤矿 水害 防治水

1 矿区概况

四矿位于禹州煤田虎头山正断层南侧，西部边界位于杨园～三峰山中峰～宋家寨一线；东部边界位于苏王口～三峰山东峰～后袁一线；北部边界位于寨北～苏沟～刘垌～五二0粮店一线；南部边界位于山杨～山李～后袁～东大沟一线；东北距禹州市5km，行政区划隶属禹州市管辖。本区为丘陵区，海拔高度为+125.3～+309.35m，相对高差184m左右。区内地势中间高四周低，西部高东部低，冲沟发育，有利于地表水排泄。区内地表水系不发育，仅在井田北部边界外有发源于嵩山南麓属淮河水系的颍河，自西北向东南流过。此外，矿区内还有数条人工改造的河溪，仅在丰水期补给地下水和汇集地表水，形成季节性地表径流。

2 含水岩组的划分

按岩性、岩溶、裂隙发育特征、水力性质和富水程度，区域范围内含水岩组自上而下分为四个含水岩组。

2.1 新生界松散及半固结孔隙裂隙含水岩组

由第四系的砂层、砾石层粘土、砂质粘土和新近系的砾岩、砂岩、泥岩组成，最厚达1000m以上，主要分布在山前平原区，具有西薄东厚的变化规律。含水层主要由第四系的砂层、砾石层和新近系砾岩及中、粗砂岩组成。第四系的富水性强于新近系，富水性具有极不均一的变化特征。

2.2 二叠系碎屑岩类裂隙含水岩组

由石千峰组、石盒子组和山西组的碎屑岩组成，含水层部分主要由各组段中的砂岩组成，根据与可采煤层的关系细分为七个含水段。除平顶山砂岩含水段富水程度中等外，其它各含水段富水性均较弱。

2.3 石炭系太原组碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组

由薄层石灰岩、燧石灰岩和砂岩组成，其中含石灰岩9～11层，厚度20.20～32.40m。灰岩呈狭长条带出露，面积不大，岩溶裂隙较发育，且多分布在+300m标高，溶洞直径0.2～1.0m，泉点极少，受岩溶裂隙发育影响，富水性极不均一，据区域资料单位涌水量0.00005～0.777L/（s·m），渗透系数0.0003～3.95m/d，矿化度0.218～0.649g/L，水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型或HCO3-K+Na型。

2.4 奥陶-寒武系碳酸盐类岩溶裂隙含水岩组

由奥陶系石灰岩、上寒武系白云质灰岩及中寒武系张夏组石灰岩组成，厚达数百米以上，富含岩溶裂隙水，富水性极不均匀。地面裂隙溶洞多沿沟谷两侧及溪底发育，以标高+280～+300m最多，溶洞直径0.4～3m左右。一般泉流量为0.24～3.5L/s，因断层错动形成的上升泉群流量较大可达28.5～68.5L/s。动态变化与降水密切相关，在岩溶浅埋区，富水性极不均一，据钻孔抽水资料，单位涌水量0.0007～0.476L/（s·m），渗透系数0.0008～0.401m/d，矿化度0.332～0.578g/L，水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Mg·Ca·Na型。

区域矿井调查资料表明，二1煤層生产矿井的直接充水水源主要为石炭系太原组上段石灰岩岩溶裂隙含水层的岩溶裂隙水，其次为二1煤层顶板砂岩含水层的裂隙水。而奥陶-寒武系碳酸盐岩类岩溶含水岩组中的岩溶水是矿井充水的间接充水水源，一般情况下对煤层开采无影响；但在导水断层影响下或隔水层薄弱处，易发生突水，其后果十分严重，往往造成重大的淹井事故。如新峰一矿的多次淹井和新龙矿最近一次的突水淹井，其突水水源均来自于寒武系岩溶水。

3 岩溶地下水的动态特征

岩溶地层自西部山区接受大气降水补给后，大部分以泉的形式沿山前断裂带集中排泄，部分继续向深部运移至岩溶浅埋区或深埋区。在浅部岩溶含水层富水性强，受季节变化影响明显，向深部富水性逐渐减弱，季节变化影响甚小。近几年梁北井田受新龙矿长期对岩溶水的强排（1600m3/h），已改变了岩溶地下水的天然流场，形成以新龙矿为疏排中心的降落漏斗；四矿处在降落漏斗的影响范围之内的弱迳流区内，岩溶地下水水位有一定幅度的下降，其中寒武系白云质灰岩含水层的水位由原来的+140.63m（0241孔），降至现在的+66.55m，降幅为74.08m。由此可见四矿岩溶地下水补给来源不足，矿井疏排以消耗静储量、降低含水层水头压力为主。

4 防治水措施

①认真贯彻执行水文地质规程和煤矿安全规程。②健全水文地质机构、工作制度和责任制。③加强矿井探放水。④合理留设防水煤柱。四矿以往开采历史上，大断层一侧留设防水煤柱的宽度一般为50m，未发生过因防水煤柱宽度不够而引发矿井突水的事故。建议沿虎头山断层应留设不小于50m宽的防水煤柱，以防不测。

参考文献：

[1]苗永亮.平禹六矿水文地质特征及充水因素分析[J].西部探矿工程，2010（07）.

[2]常辉，李锦鑫.禹州煤田梁北二井矿井涌水量计算与评价[J].黑龙江科技信息，2010（21）.

[3]陶昆，王志骅.平禹四矿煤层防治水技术研究[J].煤炭工程，2007，09：62-64.