浅谈棠浦第六煤矿的水文地质补充调查

康 冰，危凯庆

（1.宜丰县棠浦 第六煤矿，江西 宜丰3363004；2.江西棠浦煤业有限公司，江西 宜丰3363004）

水文地质普查主要任务是查明矿区工程地质条件、含水层的成因、分布、岩性、厚度、结构、富水性、渗透性及其变化规律，正确分析其矿床充水条件，预测矿井涌水量，为防治矿井水患提供准确资料，并对矿区防排水工作提供科学依据。棠浦第六煤矿位于棠浦矿区一、二井田6勘探线至9勘探线之间，以往地质勘探工作及一些水文资料难于满足当前矿井防治水工作需要，为了保障矿井安全生产，做好矿井水文地质调查，进一步分析、查明矿井充水水源及通道很有必要。

1 矿井水文地质及存在问题

1.1 矿区水文地质概况

矿区为丘陵地貌，最高标高97.5m，最低标高77.5 m，矿区内无任何地表水体。但矿区老窿多，其内赋存的老窑水受季节调剂。本区属亚热带潮湿气候，年降雨量1616～2239mm，年蒸发量1286～1520mm，年平均气温17～18℃。

1.2 矿区含水层

（1）第四系松散沉积物中的孔隙潜水含水层：本区第四系松散沉积物中含弱孔隙潜水，据邻区陈家1＃、6＃民井抽水结果，其涌水量为0.044～0.059L／s，为弱含水层，接受大气降水补给，其富水性随季节变化。

（2）长兴灰岩岩溶裂隙含水层：该含水层主要分布在矿区南部，据原地质报告抽水资料，水位降低值为2.367 m，流量为0.0872L／s.m，渗透系数0.00651m／d。正常情况该含水层为含煤地层基底灰岩，棠浦第六煤矿所主采的1＃、3＃、4＃、5＃、9＃煤层距该含水层较远，中间相隔约200m余米隔水层；受F9、F9－1断层影响，使其逆推到上含煤段之上，但本含水层至1＃煤层至少相隔150m厚的上含煤段隔水层。因此，对棠浦第六煤矿开采构成威胁的可能性小。

（3）老窑积水：棠浦第六煤矿区范围内煤层露头附近老窑较多，据钻孔控制，开采垂深32.55m，一般为30～40 m，个别点100.52m（405孔），棠浦一、二井老窑采空区下限划在垂深70m，结合日前现场调查资料，老窑采空区下限为垂深90～110m（标高为－20m）。老窑采空区聚集了大量地下水，是本区矿井充水的主要来源，对矿井开采影响大。

（4）采空区积水：2010年度11月江西省工程物探新技术公司对棠浦第六煤矿矿区含水体进行了探测，查明5＃煤采空区标高在－300m水平以上有一含水体，其范围：东经115°02′02″～115°02′05″；北纬28°25′54″～28°25′58″，标高在－55.5m～－146.2m 之间。

1.3 存在问题

（1）矿区老窿多，特别是开采矿区西部，有2006年已关闭的棠枫煤矿，其采空区及巷道积水多，老窑水受季节调节。

（2）由于种种原因，矿井勘探工程量不足，投入水文地质工程未达相关规范要求。

（3）2010年通过物探手段，查明在5＃煤采空区－300m水平以上有一含水体。开采各煤层前必须查明其准确位置。

（4）在－250m水平一号石门及二号石门180m处己探明了F5断层位置，并形成水力联系。断层裂隙水，顺着断层面下流，经测定涌水量0.2～0.3m3／h。

（5）－100m水平以上，原各矿所预留的保安煤柱不明确，上世纪90年代，有相互争夺资源现象，水力相互联系，对开采－100m水平以下煤层有较大影响。

2 矿井工程地质及存在问题

1）工程地质特征：矿井可采煤层顶、底板岩性均为粉砂岩和细砂岩，顶板属中等冒落顶板，采煤采用全部垮落法管理顶板，巷道较稳定。矿井工程地质条件为中等。

2）存在问题：随着开采水平延深，巷道不断增多，开拓破坏围岩的完整性及稳定性，降低围岩的力学强度，增加冒落带的高度，扩大垮塌陷落区范围，容易形成水源通道。同时采空区面积逐步扩大，与地表水力联系不断加强；垮塌面积越大，裂隙带越多，渗透进入矿井水机会越强，涌水风险更大。

3 矿井充水因素分析

（1）大气降水：矿区内各含水层地下水主要受大气降水补给，矿井充水因素主要是大气降水通过岩石风化裂隙带渗透进入矿井。

（2）老窑采空区积水：本区以往老窑开采较盛，据井巷工程揭露，本区老窑采空区深度下限一般在－20m标高附近，采空中有积水，对浅部煤层开采威胁较大，以往邻近矿井在开采浅部煤层时，发生过突水事故。矿井目前开采深度为－280m，1＃、3＃、4＃、5＃、9＃煤层－20m标高以上为老窑采空，加上新近采空区，采空区范围较大，采空区中的一些石门、废弃巷道多有积水，因受采动影响，采空区（老塘）积水会通过裂隙渗漏进入矿井。

（3）断层导水因素：在矿区南部有 F5、F9－1、F9等断层发育，在地质勘探过中对这些断层的导水性能未作专门抽水试验，钻孔穿过该断层时，未发现明显变化，其导水性微弱。F9、F9—1断层开采的1＃、3＃、4＃、5＃、9＃煤层相隔有200余米的上含煤段，F5断层在－250m水平一号石门探掘过程中己遇到断层裂隙水，顺着断层面下流，经测定每小时有0.2～0.3m3流量进入水仓。

（4）未封堵或封堵质量差钻孔：查明矿区所有未封堵好钻孔，逐个钻孔进行摸底，上到井上下对照图上。

4 矿井水患及应对措施

4.1 水患危害

（1）开采－250m水平5＃煤层西部时，应坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，避免发生淹井事故。

（2）主井－280m水平水仑容量及排水能力未达规定要求，会造成矿井被淹，迫使矿井停产。

（3）未查明老空区水、未封填好钻孔及合理留设保安矿柱时，有可能造成伤害事故。

（4）雨季来临前，井上下未做好“雨季三防”准备工作，有可能造成人员伤亡事故。

4.2 应对措施

（1）建立水文地质调查小组、配备人员及设备。

矿部成立了以矿长为组长，水文地质工程师为副组长的水文地质调查小组，配备了一台ZLJ－150型探水钻，到高坑煤矿聘请专业队伍进行探放水。

（2）进一步做好水文地质技术基础工作。

按照“水文地质规定”要求，结合本矿区水文地质条件及日前调查所收集资料，全面整理，分析，形成本矿区水文地质原始资料。同时在此基础上编制了矿井充水性图、涌水相关曲线图、综合水文地质图、剖面图、综合柱状图等图件，建立了涌水量观测台帐等16种基础水文地质台帐。其主要工作有：① 收集矿井历年勘探成果，棠浦矿区共进行了5次普查勘探，每次对矿区涌水水源及通道进行分析整理，并标注在水文地质图上；② 对封孔不良钻孔进行重新治理并登记注册，形成台帐；③ 对F5断层裂隙水流量进行全面观测并做好台帐；④ 收集矿井涌水量及排水量基础资料，进一步核定其排水能力；⑤ 全面调查矿井西部原棠枫煤矿关闭时开采深度、范围、煤层及采空区的面积；⑥ 对工程地质影响形成范围进行预测估算，划定采空区可能影响范围及高度；⑦ 对水害影响范围必须及时上图，在图上标注其“三线”范围；⑧ 对井下所有的巷道必须及时测量上图，并严格计算其巷道面积及今后垮塌将影响的高度范围；⑨ 收集每年气候变化资料，及时调查并总结雨季与旱季地下水及采空区水源补给变化；⑩ 探水工必须做好探水原始记录；○11 严格计算并落实好井下各防隔水煤柱的留设，并与上级主管监察部门建立图纸交换制度，防止相邻矿井开采保安矿柱；○12明确矿区水文地质类型，为年初采掘巷道布置工作提供技术保障。

（3）落实好矿井防、排、探水工作。

① 地面防排水：雨季来临前，必须对矿区范围内的地面塌陷、裂隙、小井及排水工程进行一次全面调查，及时掌握水文动态变化规律。发现塌陷及时封堵。同时加强井口地面排水清理，保证雨季时洪水能直接排出矿区。

② 井下排水：大气降水下渗是矿井主要补给水源。根椐近来年排水记录，每年4～8月，井下涌水量是平时的3倍。因此，雨季前，必须对各种排水设备、设施做好检修维护工作，确保供电系统及排水系运转正常。

③ 井下探放水：矿井在做好充水条件分析和水害评价预报工作后，必须有针对性地进行井下探放水工作。当工作面接近积水井巷、老空、含水层、导水断层、相邻矿井、隔离煤柱或接近水文地质不明区域时，必须进行探放水。探放水工程必须有设计书，并附老空及积水区与现采区的关系图、探放水孔布置的平面图和剖面图等。

（4）运用物探新技术，加强地面及井下物探工作。

（5）健全防水害应急预案，做到装备、培训与管理三到位。

每年必须根椐矿井采掘安排及年度降雨量变化，及时修订年度防水害应急预案，并组织员工演练；做好装备、培训与管理三到位工作，确保矿井安全度汛。