小华煤矿+340m水平水患分析及防治措施

曾武

摘要：小华煤矿+460m水平即将终采，为稳定矿井生产规模，必须有新的区段接替。因此，结合矿井区段接替、现有生产系统，为保障+340m水平开拓延深设计方案可行，必须提供充分的水患分析地质资料。

关键词：矿井；水患分析；地质资料

1.前言

随着矿井开采深度的逐年增加和周边小煤矿关闭后形成的积水，矿井开采的水文地质条件越来越复杂，也使得水患治理难度越来越大，为提升矿井防治水抗灾能力，降低水患威胁，保障矿井安全生产，防治水工作显得尤为重要。

2.矿井基本情况

矿区一号井建于1974年，1976年建成投产，设计生产能力3万吨/年。后来一号井资源枯竭，1983年由省煤炭工业设计院设计，开始建设二号井，于1987年建成投产，设计生产能力6万吨/年。2006年矿井进行生产技改，技改后核定生产能力提升为9万吨/年。

矿井第一生产水平为+580m水平，已终采，分+695m、+670m、+645m、+615m和+580m五个片盘。第二水平为+460m水平，分+535m、+500m和+460m三个片盘，生产主要集中在+500m、+460m片盘。三采区（+415m～+340m）于2015年进行开拓，目前正在开拓工程施工阶段。

3.矿井水患调查

3.1 地表调查

井田内没有地表水体。矿区所处的区域均为基岩出露的山体，表土层相对较薄，植被发育，地形较陡，沟谷切割较深，排水能力较好，排水速度快。未发现陷落柱等不良地质现象。井口标高为+745.1m、744.7m、+717.5m，生活区标高+706m，历年最高洪水位+670m标高，因此，地表水不会对职工住宅、办公楼及工业广场等地面设施造成危害。

地表没有塌陷区，但ZK7附近地表有裂缝区，已于2007年采用三合土治理，效果良好。

3.2 矿井调查

3.2.1 大气降水

本区雨量充沛，断裂水、含水层水主要来自降水补给，长期观测证明，矿坑涌水量变化与降雨量关系极为明显，大气降水是矿坑水的主要补给来源。

3.2.2 含水层

1、灰岩水

矿区范围内栖霞组灰岩赋存在深部，地表没有出露，也不存在岩溶陷落柱。勘探时灰岩没有完全揭露，含水层厚度不详，含（导）水性、水量不详。查阅《福建大田煤矿小华井田地质勘探普查报告（最终）（1974-1977年）》（下简称地质报告）、钻孔资料整理，钻孔揭露灰岩情况详见下表。

栖霞组灰岩岩溶水平均水位约+665m标高，因此矿井+670m片盘以下位于灰岩水位以下。

根据矿井地质报告、矿井开采历史资料、实地调查，矿区童子岩组地层与深部的栖霞组灰岩之间隔了一套厚度70米的文笔山组泥岩，矿井揭露的地层为童子岩组煤系地层，不会直接揭露栖霞组灰岩；矿区内没有断层切割连通童子岩组地层与栖霞组灰岩，且断层多为不含水或含水极弱且不均匀 ；钻孔揭露灰岩的，与煤系分界处均进行了封闭，封闭厚度10～15米，封闭质量可靠。

因此岩溶水对小华煤矿的充水没有影响。

2、其他主要含水层

查阅地质报告、矿井开采搜集的水文资料等方法查明本矿区其他含水层主要有：

翠屏山组：含水层主要分布在第一段顶部与第二段下部。含水层厚度9.35米，岩性为细砂岩、细粉砂岩，多与风化裂隙联通，呈透水不含水。

童子岩组：第一段含水层主要位于三带、四带，岩性主要为细砂岩，含水层总厚度84.75米。富水地段与构造关系密切，因此含水层多呈脉状、透镜状，大多连不成片，其富水性不均匀。总的讲，富水性属弱---极弱，但在褶皱及断层附近有富水性较强的地段。

文笔山组：岩性以砂质泥岩、泥岩为主，岩心大多完整。其中ZK19、ZK21、ZK22钻到此层后，发现大量漏水，岩心破碎、或取不上岩心。以ZK21、ZK22最为严重，因此有含水层存在，可见含水厚度10.43米。

各含水层的地下水补给主要为雨水渗入补给。在浅部由于与风化裂隙联通，有水力联系，而深部则无明显水力联系。如孔内漏水及水位变化大都表现为突然性的。地下水的排泄区不甚明显，主要以降泉的形式从切割的沟谷中缓慢渗出，一部分以地下迳流流出矿区。

3.2.3 断层

矿井所开采揭露的地层均为童子岩组一段地层，揭露的断层只有F1、F3、F11、F12、F13、F15六条断层。其中F12、F13富水性弱，赋存在浅部，深部没有赋存；F15富水性极弱或不导水。其余断层为井田边界断层，远离煤系地层，开采时不会揭露到。

据开采历史记录，原小华一号硐主硐318.4m位置见F1断层，破碎带宽度7～8m，起初涌水量360m3/h；+580m片盘西探巷见F3断层，破碎带宽度1m，稳定涌水量40m3/h。

3.2.4 钻孔

查阅地质报告、钻孔资料、矿井开采历史揭露情况整理详见下表：

3.2.5 老空区情况

矿井生产技术管理到位，能够及时测量、填图、建帐，查明矿井小南区存有积水、矿井+580m片盘两个挡水墙内巷道积水及矿井老空区上下均有采通，局部老空区和旧运巷存在少量积水，其位置、范围和积水量清楚。

3.2.6 周边矿区老空区情况

1、位于小华煤矿南部的大田县生辉公司1#硐已关闭，硐口标高+766.5m，最低积水标高+730.8m，积水面积566 m2，積水量730m3，位于小华矿矿区范围外，对矿井安全生产无影响。

2、位于小华煤矿东部的1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#关闭峒已封闭。其中2#、3#、、4#、5#、6#、7#、8#关闭峒峒口均已铲除，4#峒口已被小华矿山矸石填埋。各硐均为平硐开拓，自然排水，经调查无积水，且开采标高均在+695m以上，与矿井现有采掘工程较远，不造成威胁。

4.矿井水患调查结论

通过调查分析，+340m水平主要水患有地表裂缝区、老空区积水、导水断层和个别钻孔。

1、地表裂缝区：地表局部存在裂缝区，大气降水容易通过裂缝区渗入井下，增加矿井涌水量，雨季甚至威胁排水安全。

2、老空区积水：（1）矿井小南区积水；（2）矿井+580m片盘两个挡水墙内巷道积水；（3）矿井老巷道垮落积水。

3、导水断层： F1富水性较强、F3个别地段较强。

4、钻孔：因+460m水平即将终采，因此对+340m水平钻孔水文和封孔情况进行调查。+340m以下设计开采范围内有ZK18、ZK21、ZK22三个钻孔，详见下表：

5.采取的防治水措施

1、加强雨季三防巡查，发现地表裂缝或老窑进水应及时防渗堵漏。

2、严格按照有关制度进行老空区积水调查，及时建帐、填图，严格留设“三线”和探放水工作。

3、加强矿井地质资料综合分析、修编工作，准确掌握F1、F3断层赋存位置，确保留有足够的隔离煤柱，并投绘F1、F3断层到相关图件上，统一按50m宽度留设“三线”。

4、ZK18、ZK21、ZK22钻孔在+460m以下统一按50m宽度留设隔离煤柱。

6.结束语

矿井水平延深设计是为了稳定矿井生产规模，保持矿区持续发展，因此，必须对水平延深地质条件进行充分论证、分析，加强工作面防治水工作，确保水平延深设计能够安全可靠实施，延长矿井服务年限。

参考文献：

[1]《福建大田煤矿小华井田地质勘探普查报告（最终）》1974.12-1977.5 福建省地质二队201分队

[2]《福建省永安煤业有限责任公司小华煤矿岩溶水专项调查与分析报告》2012

[3]《福建省永安煤业有限责任公司小华煤矿水患调查与分析报告》2015