矿井水害类型的划分及防治措施

路保军

摘要：近年来，矿井水害事故时有发生，不同类型的水害往往对应不同的防控技术。本文根据呼图壁县红三沟煤炭有限责任公司矿井水文地质条件，对其矿井水害类型进行了划分，并提出了针对性的防治措施，以供同行借鉴交流。

关键词：水害、类型、防治措施

一、矿井水文地质条件

呼图壁县红三沟煤炭有限责任公司煤矿位于呼图壁县城西南90km处的白杨河北岸，公司井田位于昌吉背斜北翼，井田构造简单，总体为一向北倾斜的单斜构造，地层倾向345°～15°、倾角10°～15°，井田地质构造属简单类型。矿井正常涌水量8m³/h，最大涌水量12m³/h。矿井水文地质以孔隙含水层充水为主、矿床顶底板直接充水，水文地质条件中等的矿床。经有关单位认证认为上游地下水径流补给和白杨河地表水与矿井的水力联系不清楚，按水文类型复杂型矿井考虑。

二、矿井水害的类型及易发突水的地点分析

1、矿井水害类型及分析

造成矿井水害的主要水源有大气降水、地下水和老空水。根据水源分类，矿井水害分为：（1）大气降水水害;（2）地表河流侧向补给;（3）采空区积水水害;（4）孔隙、裂隙水水害;（5）火烧区水害;（6）导水断层水害等。

①大气降水

大气降水形成的洪流直接经井口和开采裂隙溃入井巷，可能发生淹井事故。大气降水直接经煤层火烧露头向地层深部运移，随着深度增加，火烧裂隙发育逐渐变差，地下水运移速度逐渐由快至慢，在火烧底界处受阻，在弧状低洼处，富集有地下水，如不慎与其沟通，溃入井巷，将发生淹井事故。

②地表河流侧向补给

白杨河水从井田外西北处，直接从含水层流经，垂直渗入补给，井田外侧向入渗补给露头处直接含水层，故直接充水含水层含水较丰富。

③采空区积水情况

截止目前，矿井+1487m水平以上7号和8号煤层已基本采空。采空区分布范围较清楚。2018年委托西安煤科院利用瞬变电磁对井田范围进行了探测，查明了采空区内积水异常区。矿井井下最大涌水量30m3/h。正常涌水量19m3/h，矿井24h最大涌水量296.30m3/d，主要排泄7号和8号煤层采空区的涌水量。在正常情况下采空区积水对未来矿井生产不会产生大的影响。

④孔隙、裂隙水情况

煤层顶底板砂岩为直接充水含水层，砂巖露头受大气降水补给，渗入砂岩孔隙、裂隙形成含水层。经钻孔混合抽水试验和采空区排水资料计算，砂岩含水层富水性弱、中等。

⑤火烧区积水

根据《新疆呼图壁县红三沟煤矿水文地质详查报告》中对巷道的调查，采场巷道顶部控制了8号煤层火烧层的下限，标高为+1550m，巷道底部和下部斜巷及回风巷道中（+1547m）未见火烧区，通过观测，火烧区干燥，未见有涌水、滴水现象，火烧区最低下限分布标高均高于矿区潜水面标高+1499.39m。矿井在建设、生产中，需加强观测矿井涌水变化，发现情况应及时采取措施。

⑥导水断层

矿井井田东部发育的小型断裂（f1），断裂带出现流水现象，流量约2.5m3/h，未出现突水现象，但井田内不排除存在其它导水断层的可能性。

2、矿井水害易发生的地点

矿井井下易发生突水的地点是采煤、掘进工作面。在生产过程中与地表水、地下水或老空水沟通时，就会发生突水事故。

（1）采煤工作面向前推进，采空区顶板自然垮落，自下而上形成了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。垮落带及裂隙带遇到强含水层或老空区、老窑、老巷道积水，水会沿裂隙带空隙流入井下，造成突水。

（2）掘进工作面在掘进过程中，遇到情况不清的采空区水、断层水、火烧区积水、孔隙、裂隙水等，同样是易发生透水的地点。

三、矿井水害防治的主要措施

1、探放水防治措施

（1）掘进工作面严格按照设计执行超前探放水，在掘进时支架背牢顶帮，准备一定的坑木和麻袋、黄泥等防水材料，以便随时堵水;（2）加强探水工作面的瓦斯检查，当瓦斯超过1%时，应立即停止探水工作;（3）清理水沟，保持水沟畅通;（4）清理巷道，保持安全撤退路线畅通：（5）在打钻地点或附近安设专用电话;（6）地测科技术人员必须亲临现场指挥。

2、防治地表水害的措施

矿井工业场地位于井田南部，白杨河在工业场地行政福利区北侧、辅助生产区及生产区南侧呈S形穿过，沟底标高及洪峰流量水流顶面标高均低于对应的工业场地地面标高及各井口标高，不会对工业场地及井口产生威胁，但在矿井扩建工程施工时，对白杨沟进行浆砌片石砌护，防止水流对沟底及沟壁的冲刷，并在沟壁上侧上设置钢管栏杆，以满足安全需要。同时在工业场地北侧修建截水沟拦截坡面汇水，将洪水疏导场地外，能有效地降低冲沟洪水及坡面汇水产生的危害。

井上主要是防洪和地表扒缝，采取措施为：（1）雨季前，清理井口周围排水沟及井口周围杂物，防止杂物淤积抬高水位。（2）雨季前及大到暴雨后，检查地表有无扒缝，并对扒缝进行充填、夯实。

3、防治井下水害的措施

（1）煤矿在建设和生产过程中要按设计要求留设安全隔离保护煤柱，各防水煤柱不得回采。

（2）在+1487m水平井底车场设有主、副水仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能保证正常使用，每年雨季前对水仓进行清理。

（3）工作面坚持有疑必探，先探后掘的原则，工作面配备ZDY-3200S型煤矿全液压钻机，用于工作面探放水。工作面顺槽内设水沟，将工作面积水排入井底水仓，经水泵、排水管排至地面。

（4）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水量;放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时采取措施进行处理，并立即报告调度室。

（5）矿井井下巷道内设排水沟，将井下水排入水仓，经水泵、排水管排至地面。

（6）及时密闭废弃的巷道，在有积水巷道的密闭墙上留设反流水孔，以便排出采空区积水，避免采空区及废弃的巷道中的积水给矿井生产造成安全隐患。

（7）每次降大到暴雨时和降雨后，及时观测井下水文条件变化情况，并及时向矿主管安全的领导报告。

四、结束语

本文基于矿井水文地质特征，分析了矿井水害的类型及易发突水的地点，研究了含水层水害防治关键技术，研究成果在本煤矿投入工程应用，应用效果良好。