荆宝煤业隐蔽致灾地质因素普查及影响分析

王巧云

【摘 要】在充分收集荆宝煤业矿井范围内各个勘探阶段的地质、水文地质、物探等成果资料的基础上，经过全面整理分析，结合地面调查等手段，对井田范围内的隐蔽致灾地质因素进行全面调查，主要内容包括对采空区，废弃井筒、封闭不良钻孔，断层、裂隙、褶曲，陷落柱，瓦斯富集区，导水裂隙带，地下含水体，井下火区，古河床冲刷带、天窗等不良地质体进行调查，针对矿井隐蔽致灾地质因素，分析其对近几年采掘活动范围的影响分析。

【关键词】矿井；隐蔽致灾因素；影响分析

三元古韩荆宝煤业有限公司批准开采3#-15#煤层，开采标高范围+380～+940m，生产能力提升为120万t/a。井田位于襄垣县城西北，行政区划隶属襄垣县古韩镇管辖。井田属海河流域漳河水系浊漳河支流，浊漳河西源从井田外流过，其支流阳泽河从井田东北角流过，流向由北西流向南东，为季节性河流。

1 采空区普查和采掘活动范围影响分析

1.1 采空区普查

通过本次调查及以往资料分析，井田内3号煤层采空区共有44处，其中采空积水区共有13处，本矿目前采空区积水面积共计344417m2，积水量共计484899m3。

1.2 采空区对近几年采掘活动范围的影响分析

根据矿井采掘计划，矿井回采过程中面临的采空积水区有7#、13#采空积水区，积水面积181604m2，积水量255607m3；回采过程中面临的周边矿井采空积水区为七一新发煤业3-1#采空积水区，距离3802工作面约50m，积水面积20657m2，积水量3340m3。

2 废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔的普查与采掘影响分析

2.1 废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔普查

2.1.1 废弃老窑（井筒）普查

根据调查，本井田内共有10处废弃井筒，为原花宝沟煤矿的3个井口（主斜井、副立井、回风立井）；原桃树2个井口（主立井、副立井）；原桃树天利煤矿2个井口（主立井、副立井）；原阳泽河煤矿3个井口（主立井、副立井、回风立井）。

2.1.2 封闭不良钻孔普查

根据资料分析，本井田内共施工11个钻孔（1501、1502、1302、1301、普3、普5、普7、202、ZKS1、ZKS2、ZKS3），8个钻孔（1501、1502、1302、1301、普3、普5、普7、202）无相关封孔资料。收集到的3个钻孔（ZKS1、ZKS2、ZKS3）用325号水泥、砂子、水按1：1：0.7制成水泥砂浆，通过钻具注入孔内，全孔进行封闭，但未进行启封检查。

2.2 废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔对近几年采掘影响分析

根据调查结果，本井田内共有10处废弃井筒，其中原花宝沟副立井、原花宝沟主斜井、原花宝沟回风立井、原桃树天利副立井4处井筒已封闭，但原花宝沟井筒（主斜井、回风立井、副立井）内部未填实，可能有积水；原桃树天利副立井黄土填实，井口处混凝土浇筑，可能有突泥、突水危险，因此接近以上井筒时，坚持有掘必探，防止事故的发生。

在未来采掘区域200m范围内有普3号钻孔，无相关封孔资料，接近该钻孔时，做好探查防治工作，保证矿井安全生产。

3 断层、裂隙和褶曲的普查与采掘活动范围影响分析

3.1 断层、裂隙和褶曲普查

3.1.1 断层普查

井田范围内共见断层2条。

F1正断层：位于井田西南部，断层走向N54°E，倾向S36°E，倾角为68°，落差为4.00m，区内延展长度为267.00m，不富（导）水。据井下揭露资料，断层带裂隙不发育。

F2正断层：F2正断层：位于井田北部，为区外延伸断层，根据邻矿七一新发煤业井田揭露，该断层走向SW-NE，倾向NW，倾角为60°，落差为0～20.00m，弱富水性。据邻矿井下揭露资料，该断层断层带顶板裂隙不发育。

3.1.2 裂隙普查

依据抽水试验结果，3号煤层顶板K8砂岩渗透系数0.0106m/d，裂隙发育程度低，水量一般小于5m3/h。矿井采掘生产揭露，岩层完整性及顶底板稳定性较好。

3.1.3 褶曲普查

井田位于沁水盆地中段东翼，井田地质构造简单，地层总体呈走向北北东向北西西缓倾的单斜，其间有小的向背斜，向背斜轴部裂隙不发育，地层倾角4～24°，井田东部地层较平缓，井下西部地层倾角增大。

3.2 断层、裂隙、褶曲对未来采掘活动范围影响分析

1）断层

根据采掘计划，3802工作面回采将遇到F2断层，且F2断层在1号富水异常区和带压开采区域内，因此3802工作面回采至F2断层附近时应加强探查，确保安全生产。

2）裂隙

根据采掘计划，工作面回采要经过部分旧巷道和采空区时，顶板稳定性变差，将对采掘活动有影响，应加强防范。

3）褶曲

对矿井生产影响小。

4 陷落柱普查及采掘活动范围影响分析

4.1 陷落柱普查

区内陷落柱的平面形态为椭圆或近似圆形。井下在采掘过程中共揭露了X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9陷落柱，柱体内充填物为泥岩、砂岩碎块为主，陷落柱均不导水。

4.2 陷落柱未来采掘活动范围影响分析

未来采掘区域内，未揭露陷落柱，由于井田西部部分区域为带压开采区，可能存在隐伏陷落柱，对矿井生产造成影响。

5 瓦斯富集区普查及采掘活动影响分析

5.1 瓦斯富集区普查

本井田3号煤层开采已进入甲烷带（CH4）；井田内西部区域3号煤层瓦斯含量最大预测值为10.35m3/t，大于8m3/t，但是在该区域内工作面已经回采，回采过程中未发现有瓦斯动力现象，因此对该区域瓦斯突出危险性分区进行修正，修正后矿井内无瓦斯含量大于8m3/t的区域。

5.2 矿井瓦斯对未来采掘活动影响分析

由于矿井鉴定为高瓦斯矿井，因此，今后采掘活动中应加强井下通风和瓦斯监测工作，以防止瓦斯的富集从而危胁矿山的安全生产。

6 导水裂缝带普查及对采掘活动范围影响分析

6.1 导水裂缝带普查

根据公式+5.1，现取煤层最大厚度6.30m计算，3号煤层冒落带最大高度为25.20m；导水裂隙带最大高度约为93.83m， 依据计算结果，井田东部煤层浅埋区，开采后形成的导水裂隙带将到达地表，大气降水及地表水将影响井下采掘工程。

6.2 导水裂缝带对未来采掘活动范围影响分析

针对本矿未来采掘活动区域内：3号煤层埋深90-510m， 3号煤层导水裂隙带在东部浅埋区会沟通大气降水和地表水，西部区域内仅沟通上部山西组砂岩裂隙含水层、石盒子组砂岩裂隙含水层。煤层顶板砂岩裂隙含水层将通过煤层开采产生的导水裂隙带向矿井充水，为矿井充水水源，开采过程中应加强探放。

7 地下含水体普查及采掘范围影响分析

7.1 地下含水体普查

本矿井内影响矿井安全的地下含水体包括二叠系上、下石盒子组、山西组砂岩裂隙含水层、石炭系太原组碳酸盐岩溶裂隙含水层、奥陶系石灰岩岩溶裂隙水、矿井及周边采空区积水。

7.2 地下含水体对未来采掘范围影响分析

根据矿井采掘计划，矿井回采过程中邻矿七一新发煤业3-1#采空积水区距离3802工作面约50m，积水面积20657m2，积水量3340m3，对矿井开采有影响。

地下含水体是本矿隐蔽致灾地质因素，对本矿未来生产有影响，生产中应坚持有掘必探，确保安全生产。

8 井下火区普查

根据2014年鉴定报告，3号煤层属Ⅲ级，不易自燃发火的煤层；3号煤层煤尘具有爆炸性，井下火区对未来生产影响较小。

9 古河床冲刷带、天窗等不良地质体普查

据以往地质勘探工作，结合本矿井物探工作证实及井巷工作揭露，井田范围内无古河床冲刷带、天窗、古隆起、岩浆岩侵入体等不良地质体，对本矿未来生产无影响。

10 结语

加强矿井安全生产和隐患排查工作，做到矿井隐蔽致灾因素清晰明确，预测预报准确有效，防范措施全面可行，确保矿井安全持续发展，杜绝重、特大事故发生。

【参考文献】

[1]煤矿地质工作规定[S].

[2]矿井瓦斯涌出量预测方法[S].

[责任编辑：杨玉洁]