大田县文江煤矿水患防治探讨

大田县煤炭管理局 陈吉铪



大田县文江煤矿水患防治探讨

大田县煤炭管理局 陈吉铪

该文通过对三明市大田县文江煤矿的水文地质特征、矿井充水性因素及水害隐患进行分析，提出了做好矿井防治水工作及现有矿井水患管理的一些建议。

煤矿 水患防治 水患管理

文江煤矿位于大田县汤泉煤矿区钓潭井田中部，即10-16线附近，北和香浮煤矿接攘，南与黄沙煤矿毗邻，面积1.5167km2，属扩建矿井。近年来，随着下部开采的深入，早期众多小煤窑无序下山开采形成的积水区水患危害越来越凸显，如何对矿井水患进行有效防治、避免发生水害事故已成为矿井安全管理工作的重中之重。

1　矿山开采简况

矿山现属建设项目，开拓方式为斜井，由+390m主井、+390m副井、+442m风井和+346m排矸排水井组成一个生产系统，以+390m标高为界线，分上山、下山两个生产采区。

2　矿区地质、水文地质特征

2.1 地形地貌特征

矿区总体地貌属中－低山剥蚀构造地形，地势西高、东低。区内山脉总体走向为北东向，其北部地势朝向南部趋低，沟谷发育，坡降大，地表水排泄迅速。

2.2 地质特征

2.2.1地层

矿区内出露的地层有：二叠系下统栖霞组（P1q）、文笔山组（P1w）、童子岩组（P1t）、侏罗系下统梨山组（J1l）和第四系（Q）地层。其中童子岩组第一段（P1t1）为矿区内主要含煤地层，岩性以泥质岩为主，次为砂质岩和煤层，主要可采煤层有28号、30号、36号煤层。

2.2.2构造

（1）褶皱。如图1所示，矿区总体构造形态为轴面直立的近南北向复式向斜构造（Ⅰ），在复式向斜的西翼有1对倒转背向斜（Ⅱ1）、在东翼有2对倒转背向斜（Ⅱ2、Ⅱ3），褶皱轴走向总体为北北东，倾伏方向为南南西。

图1 文江煤矿14线地质剖面示意图

（2）断层。区内主要断层有3条：F0缓断层、F2正断层、F1逆断层，其中F0、F1为储量计算边界断层。

（3）岩浆岩。矿区内东、西、北部边缘出露有花岗岩（岩体汤泉岩体），主要岩性为花岗闪长岩、石英闪长玢岩。岩体对接触带边缘童子岩组地层起较大的破坏作用，对煤层有较大的影响。

2.3 水文地质特征

2.3.1主要含水层

区内主要含水层有：风化裂隙带潜水含水层、碎屑岩类孔隙裂隙承压含水层和岩溶裂隙含水层。

（1）风化裂隙带潜水含水层。遍布矿区浅部，为矿区主要含水层。含水层厚度受地形地貌和风化带发育厚度的控制，变化较大，从0～91.32m，平均厚度约32m。在矿区南部钓潭河两侧（ZK1801、ZK1402）及梨山组地层分布区，风化带较发育，含水层厚度较大。含水层富水性弱，局部中等。

（2）碎屑岩类孔隙裂隙承压含水层。岩性为梨山组和童子岩组细砂岩，梨山组含水层仅ZK1403揭露含水，其它揭露点不含水；童子岩组含水层呈透镜状分布，主要分布于断层附近、褶皱转折端等构造裂隙较发育地段，富水性弱。

（3）岩溶裂隙承压水含水层。岩性为栖霞组灰岩。矿区内栖霞组灰岩分布不广，局限于F0断层下盘东翼，花岗闪长岩体之上呈楔状延伸。钻孔揭露中未见溶洞及较大的溶蚀裂隙，主要以针状溶孔及水位变化等特征为主。含水层富水性弱。

2.3.2主要隔水层

矿区内主要隔水层为童子岩组泥质岩隔水层和文笔山组泥质岩隔水层，隔水层厚度65.4～413.45m,岩石完整，裂隙少，偶见不规则状裂隙但多被细脉状石英脉完全充填，隔水性较好。

2.3.3断层导水性

F0断层局部极弱－弱导水，F1、F2断层为不导水断层。

2.3.4地下水补给径流排泄条件

大气降水是矿区地下水的主要补给来源。沟谷切割较深，坡降大，易于排泄，沟谷水对其下伏含水层局部有补给作用。地下水径流受地形控制，自北西向南东方向径流，水的流向与地形坡向基本一致，主要以下降泉或片状径流的形式排泄于溪沟。

2.3.5水文地质类型

矿区属于顶底板直接进水的裂隙充水矿床，存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚，防治水工作简单或易于进行，根据《煤矿防治水规定》第二章规定，水文地质类型属中等类型。

3　矿井充水性因素

3.1 大气降水

大气降水是矿区地下水的主要补给来源。根据矿井涌水量观测资料，矿井涌水量的大小与大气降水量关系密切，一般在雨季，涌水量较枯季涌水量大2～5倍。

3.2 地表水

矿区内无较大的地表水体，区外南部有一钓潭河，平水期流量1.5m3/s左右，由于钓潭河两侧风化带较发育，地表水可通过风化裂隙带缓慢向下渗透补给地下水，从而增大矿井的涌水量。

3.3 老空积水

矿区内的小煤井开采历时较久，井下巷道和采空区分布较多，局部下山巷道及采空区已出现积水现象，对下水平开采存在较大的透水威胁，虽然大部分下山积水情况基本了解，且已划定禁采区，但由于早期开采时没有留下测量填图成果资料，局部具体积水范围及积水量还无法很清楚，因此，老窑积水已成为煤矿的主要水害隐患。

3.4 断层

矿区主要断层是F0、F1、F2，其中F1、F2断层一般不导水，且断层破碎带不发育，对矿井充水无威胁。F0断层为局部弱导水断层，局部地段与栖霞组岩溶裂隙水沟通（如ZK1402、ZK1405），可增大矿井的涌水量；在矿区南部横切钓潭河，有可能沟通地下水与地表水之间的水力联系，对矿井充水存在一定的威胁。

4　水害隐患分析

根据矿山现有开采情况，结合普查地质报告资料分析，矿区现有水患主要是老空积水、地表水、裂隙水和封孔质量不合格的钻孔水。

4.1 老空积水

矿井自1982年开始在安坑沟、长圳沟等山谷两侧，断断续续有小煤窑开采，开采历史长久，巷道分布较密集。部分老空积水情况基本查明，如南采区安坑片三块积水区，它是目前矿山主要水患，主要由南采区16线附近原346平硐（346.7）、5号井（346.4）、352硐、4号井（349.26）和黄沙煤矿337硐等小煤井无序下山开采形成，现已停止生产。2011年，福建省196地质大队对文江煤矿水患现状调查时，在文江煤矿及与黄沙煤矿交界处共查明老空积水区7处（见表1），根据其位置分布和最低开采标高不同，又将7处积水区统一划分为三块积水区，编号为A、B、C：A块积水区由1号积水区和5号部分下山废弃巷道积水区组成；B块积水区由5号部分下山废弃巷道积水区组成；C块积水区由2、3、4、6、7号积水区和5号部分下山废弃巷道积水区组成（见图2）。老空积水区的存在给矿井深部煤炭资源的开采带来了严重威胁。

表1 文江煤矿老空积水区一览表

图2 文江煤矿南采区三块积水区示意图

4.2 裂隙水

矿井内裂隙不发育，局部由于近地表风化作用影响存在破碎裂隙带裂隙水，且与井下裂隙带存在水力联系，如北区+410m主巷170m处西石门北巷与上部长圳沟存在水力联系，淋水较大，因矿井目前为平硐开采，自然排水顺畅，暂时对矿井没有造成影响，但随着今后开采深度的增加，必将成为下山积水主要水源。

4.3 地表水

主要有矿区南部钓潭河，河两侧风化带较发育，地表水可通过风化裂隙带缓慢向下渗透，补给地下水，加上F0断层在矿区南部横切钓潭河，有可能沟通地下水与地表水之间的水力联系，对矿井充水存在一定的威胁。

4.4 封孔质量不合格的钻孔水

根据地质勘查报告，在矿区中，点状的封孔质量不合格的钻孔有ZK1403，因涌水量大，无法封孔，造成矿层与含水层沟通，若巷道揭露该钻孔，可能造成突水事故。

5　防治水工作建议

5.1 自觉提高防治水管理水平

一是加强煤矿职工防治水知识的教育和培训。大部分透水事故发生前会显现出不同的透水征兆，要向煤矿职工多开展防治水知识方面的教育和培训，使职工了解做好防治水工作的基本知识，掌握井下透水征兆的有关知识，组织职工开展水害应急救援演练，以人为本，群防群治。

二是及时做好矿山开采工程的测量填补图。测量是矿山开采的眼睛，要及时对矿山开采巷道进行填补图，特别是加强对老硐开采情况的调查和填图，建立下山老空区积水台账，将成果资料及时填绘到采掘工程平面图、矿井充水性图等相关图件上，定期进行巡查，为防治水措施的选择提供决策依据，避免采掘工程误穿积水区、老空区。

三是坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘，先治后采”的工作原则。由于矿山开采历史长久，废弃井巷多，且较多老空区无法进行实测调查，局部尚有可能还存在下山老空积水，开采中必须认真执行“预测预报、有疑必探、先探后掘，先治后采”原则和“防、堵、疏、排、截”措施，先排除水害隐患后，再安排采掘工程，确保安全生产。

5.2 积极加强矿井已知水患治理

5.2.1认真做好南区三块积水区的水患排除

南区三块积水区是文江煤矿已经基本查明的水患，也是防治水工作的重点。

一是采取留设防隔水煤岩柱进行隔离。严格按照《大田县文江煤矿水患现状调查与分析报告》（2011年）要求，在积水区的外缘平面外推60m、最低积水标高向下推60m作为探水线，并划定为禁采区。

二是组织人员对各积水区积水重新进行实测和调查。通过实地测量和走访老工人的方式，对三块积水区的积水范围和积水量再次进行核查，尽可能真实掌握积水区情况，为下一步抽排水区提供决策依据。

三是抽调精干人员组成探放水队伍，对积水区积水进行抽排放。采取“防、堵、疏、排、截”等综合治理措施，切断积水区和补给水源之间的水力通道，将补给水源的水疏引到+346m主巷来，利用水沟自然排放出硐口。由专门的探放水队伍，配备专门的探放水工具和材料，按相关规定启封密闭，对所有下山积水逐一进行抽排，并及时进行实测填图，建立下山积水区资料台账，设立观测点，对各下山积水情况进行实时观测。

四是采取从下水平设计巷道贯通老空积水区，或利用充填物充填下山积水巷道的方式，消灭下山积水区或有效减少积水空间。文江煤矿南区排矸排水井标高+346m，南部毗邻的黄沙煤矿下水平巷道已开拓有+300m、+270m、+240m区段，且和积水区相邻较近，可以通过协调，设计井巷工程从黄沙煤矿下水平巷道打通下山老空区，使下山老空区无法形成积水，从根本上消除水患；对于无法打通的下山老空区，在水抽干后，可以用矸石对老空区进行充填，减少积水空间，有效减少积水量，从而降低水患危害性。

5.2.2严禁无序下山开采

在矿井局部，由于近地表风化作用影响，存在破碎裂隙带裂隙水，且与井下裂隙带存在水力联系，为防止裂隙水形成水患，应采用平硐开采，让水从平硐水沟自然排出，严禁无序下山违规开采，减少人为形成老空积水区隐患。

5.2.3留足地表水体防隔水煤（岩）柱保护带

虽然钓潭河在矿界外南部，但也要严格按照防治水的有关规定做好河流保护带的留设，防止因采掘工程的误掘使矿井涌水量增加。

5.2.4采用留设防隔水煤（岩）柱对封孔质量不合格的钻孔水进行防治

由于钻孔位于文江煤矿矿区西部边界，对开采影响不大，可采用留设30m防隔水煤（岩）柱进行防治。

6　结论

文江煤矿水文地质条件属中等类型，由于早期小煤的无序下山开采造成老空积水，成为安全生产重大隐患，可以通过加强煤矿职工防治水知识的教育和培训、及时做好矿山开采工程的测量填补图、坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘，先治后采”的工作原则等措施，进一步提高矿井防治水管理水平。对已查明的南采区三块积水区水患，可以通过抽排放从根本上排除水患；对于裂隙水患，可采用平硐开采，让裂隙水从主巷水沟自然排出井口，减轻下山开采排水的压力和水害隐患；对于钓潭河及封闭不良的钻孔，可通过留设足够宽的防隔水煤（岩）柱来防治。

[1] 福建省闽西地质大队. 大田县钓潭井田资源储量核实报告[R]. 2003.

[2] 福建省196地质大队.大田县文江煤矿水患现状调查与分析报告[R]. 2011.

[3] 煤矿防治水规定[Z]. 2009.

[4] 煤矿防治水手册[Z]. 2013.