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摘 要:本文根据矿井二采区水文地质情况分析,指出二采区存在水害的主要因素及影响,同时提出矿井二采区防治水主要措施。
关键词:水文地质;水害;处理措施
1 概况
奇韬煤矿区苏桥井田位于大田县城北西约350°,直距约37km。行政区划属大田县奇韬镇、广平镇、建设镇管辖。地理坐标:东经117°47′15″~117°49′15″,北纬26°01′00″~26°03′00″。开采标高+700m~-400m。
苏桥煤矿二采区位于苏桥井田的东侧,开采标高±0~+210m,东、南、北均以井田边界为界,西以F4断层为界与一采区相邻。主要开采F4上盘C30、C26煤层及F4下盘C26、C28、C30、C33煤层。
2 二采区水文地质分析
2.1 岩层的含水性
采区上部为石炭系下统林地组,分布在采区较高标高及采区西侧,岩性主要为石英砾岩夹泥质岩、粉砂岩、富水性弱。中上部为倒转翼二叠系下统栖霞组灰岩含水层,主要分布于19线附近,呈透鏡状,富水性弱,局部中等。含水层地下水活动痕迹弱,主要表现为裂隙面较陈旧,或见有溶蚀小孔洞,未见有较大的溶蚀裂隙及溶洞。采区中下部为童子岩组一段,岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层煤线。大部分为隔水层,不含水,局部裂隙发育地段,见弱含水,富水性弱~极弱。含水层常直接位于煤层顶底板,是采区矿坑水的直接充水含水层。
2.2 断层导水性
采区内主要断层有F0、F2、F4。F0、F2为弱导水,F4为不导水断层。
2.3 地下水补给径流排泄条件
大气降水是地下水的主要补给来源。岩溶裂隙水主要接受上部含水层补给。
2.4 矿床充水因素分析
2.4.1大气降水
是矿区地下水的主要补给来源,它主要通过风化带和断裂破碎带渗入补给下部潜水含水层,故大气降水量的变化直接影响矿井水量的大小。
2.4.2风化带裂隙潜水
分布于地表浅部,含水层富水性弱,且由于井田煤系地层埋藏较深,对矿井充水无威胁。
2.4.3基岩裂隙承压水含层
童子岩组裂隙承压水由于局部直接位于煤层顶底板及其附近,开采中易被揭露,成为矿井充水的直接来源,由于含层厚度小,且多呈透镜状分布,富水性弱,水量贫乏,对矿井充水无威胁。
2.4.4栖霞组灰岩裂隙水
由于受断裂影响,栖霞组地层于童子岩组地层之间缺失文笔山组隔水层,因此岩溶裂隙含水层局部地段可成为矿井充水的间接充水含水层。
2.4.5断层
由于断层破坏,局部地段灰岩与煤系地层对口,沟通岩溶水与童子岩组裂隙水的水力联系。
2.4.5采矿活动的影响
采矿活动的进行往往会产生冒裂带等“三带”,“三带”的形成和发展会切穿各含水岩组和断裂构造带,或涉及地表水体,扩大和连通充水通道,增加矿坑涌水量。在煤系地层浅部小煤窑开挖产生的冒裂带等,有利于大气降水的直接渗透补给,有时会引起沟谷水直接渗入。因此,采矿活动中应采取适当措施,能动地改变矿坑的充水条件,以减少矿坑涌水量,防止矿坑突水。
2.4.6 地表水
井田地表水主要有位于采区东、南部边界的文江溪。其河床最低标高约为+280.0m,与井口标高差35米,并且煤层埋藏较深,煤层之上地层厚度较大,因此在留足河流保护带的情况下,地表水对矿井水一般无威胁。
2.4.7 老窑积水
矿区老窑积水将对矿井开采安全构成一定的威胁。在采区东部小煤开采破坏严重,对采区上部生产影响较大,应加强小煤调查及水患排查。
2.4.8 井田煤层埋藏深,且多位于侵蚀基准面以下,矿山开采长期疏于地下水 ,将形成地下水降落漏斗,水头压力增大,地下水流场发生改变。所以,未来矿坑主要充水因素是大气、含水岩层、灰岩裂隙、老窑积水和地表水。矿区属以顶底板直接进水为主的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
3 二采区可能存在的水害及影响
3.1 根据已揭露情况,采区中上部及采区上山西北侧为倒转翼二叠系下统栖霞组灰岩含水层,含水层地下水活动痕迹弱,呈透镜状分布,富水性弱,局部中等。开采采区北块段及区段石门巷道掘进时有可能揭露该段灰岩,出现岩溶裂隙水涌出或溶洞水害的发生,影响矿井正常安全生产。
3.2 采区东部小煤开采时间长,破坏严重,并有超层越界下山开采现象,早期小煤开采资料不全,巷道采动影响较大,部分巷道无法进入实测填图,造成二采区临近井田边界上部积水区不明,影响采区正常生产。
4 预防与处理措施
4.1 坚持“有疑先停,有疑必探,先探后掘”的原则。严禁冒险蛮干或无落实相关防治水措施作业,确保确保作业人员及矿井财产安全。
4.2 认真做好二采区周边小煤的调查。一方面,认真做好小溪洋地表小煤巡回检查工作,及时掌握小煤生产动态,制止小煤越界沿煤下山开采。另一方面,进一步加强与地方煤矿的勾通,尽快摸清已开采报废小煤的采空积水情况,积极采取防范措施,杜绝透水事故的发生。
4.3 实施探放水计划:一是区段石门及北块段开采时的灰岩岩溶裂隙水的探放;二是由于临近于周边小煤,+150m及以上区段各煤层开采时,对上部开采情况不明的必须实施探放水。
4.4 认真做好已揭露的岩溶裂隙水监测,掌握井下岩溶裂隙水变化情况,发现异常现象,应及时制订措施,防止发生岩溶裂隙突水。
4.5 认真做好矿建施工过程中的水文地质预测预报工作,并建立起较完整的各出水点的卡片和水文地质观测台帐,认真总结分析,为矿井投入生产提供可靠的水文地质原始资料。
4.6 在编制作业规程时,应做好地质水文地质条件预测预报和周边水害调查及防治水技术论证等工作,经分管领导审批后贯彻实施。
4.7 加强地测填图工作,及时填绘矿建工程进度图表,适时掌握工程进度,为确保矿建安全施工提供准确依据。
4.8 加强与地方煤矿的勾通和矿区井田范围内的地表小煤调查工作,及时掌握小煤生产动态。摸清开采的采空区面积和有可能形成的积水情况,积极采取防范措施,杜绝透水事故的发生。
4.9 对于已探明的小煤老塘和溶岩积水区域,必须根据采取留设保安煤岩柱或超前探放水。留设保安煤岩柱时,煤柱不得小于30米,岩柱不得小于20米;采取超前探放水时,要制定探放水安全措施,控制疏放水量,要根据矿井排水设施能力控制疏放,避免造成淹井。在疏放水过程中,要随时观察水量变化情况,出水情况有无杂质渗出,测试是否有害气体涌出等。要拟定避灾线路,确保沿线畅通无阻。
4.10 加强现场技术指导和职工灾防培训工作,培养作业人员现场鉴别能力。一旦工作面出现险情时,必须立即停止作业,将人员撤离到安全地点,并迅速报告调度室,制定防范措施。
4.11 应加强防排水实施的检查。严格执行定机、定人、定责任,认真做好井下各临时排水、供电设施的检查与维护,确保排水设施正常运转。
4.12 加强水泵操作工的业务技术和岗位技能培训,提高水泵操作工的岗位技术技能,增强水泵操作工的岗位责任心。每年对水泵操作人员进行一次培训,以确保水泵的安全运行。
作者简介:
詹国勇(1985-),男,汉族,福建省莆田市人,地质组组长,研究方向:水文地质与地质找煤。
关键词:水文地质;水害;处理措施
1 概况
奇韬煤矿区苏桥井田位于大田县城北西约350°,直距约37km。行政区划属大田县奇韬镇、广平镇、建设镇管辖。地理坐标:东经117°47′15″~117°49′15″,北纬26°01′00″~26°03′00″。开采标高+700m~-400m。
苏桥煤矿二采区位于苏桥井田的东侧,开采标高±0~+210m,东、南、北均以井田边界为界,西以F4断层为界与一采区相邻。主要开采F4上盘C30、C26煤层及F4下盘C26、C28、C30、C33煤层。
2 二采区水文地质分析
2.1 岩层的含水性
采区上部为石炭系下统林地组,分布在采区较高标高及采区西侧,岩性主要为石英砾岩夹泥质岩、粉砂岩、富水性弱。中上部为倒转翼二叠系下统栖霞组灰岩含水层,主要分布于19线附近,呈透鏡状,富水性弱,局部中等。含水层地下水活动痕迹弱,主要表现为裂隙面较陈旧,或见有溶蚀小孔洞,未见有较大的溶蚀裂隙及溶洞。采区中下部为童子岩组一段,岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层煤线。大部分为隔水层,不含水,局部裂隙发育地段,见弱含水,富水性弱~极弱。含水层常直接位于煤层顶底板,是采区矿坑水的直接充水含水层。
2.2 断层导水性
采区内主要断层有F0、F2、F4。F0、F2为弱导水,F4为不导水断层。
2.3 地下水补给径流排泄条件
大气降水是地下水的主要补给来源。岩溶裂隙水主要接受上部含水层补给。
2.4 矿床充水因素分析
2.4.1大气降水
是矿区地下水的主要补给来源,它主要通过风化带和断裂破碎带渗入补给下部潜水含水层,故大气降水量的变化直接影响矿井水量的大小。
2.4.2风化带裂隙潜水
分布于地表浅部,含水层富水性弱,且由于井田煤系地层埋藏较深,对矿井充水无威胁。
2.4.3基岩裂隙承压水含层
童子岩组裂隙承压水由于局部直接位于煤层顶底板及其附近,开采中易被揭露,成为矿井充水的直接来源,由于含层厚度小,且多呈透镜状分布,富水性弱,水量贫乏,对矿井充水无威胁。
2.4.4栖霞组灰岩裂隙水
由于受断裂影响,栖霞组地层于童子岩组地层之间缺失文笔山组隔水层,因此岩溶裂隙含水层局部地段可成为矿井充水的间接充水含水层。
2.4.5断层
由于断层破坏,局部地段灰岩与煤系地层对口,沟通岩溶水与童子岩组裂隙水的水力联系。
2.4.5采矿活动的影响
采矿活动的进行往往会产生冒裂带等“三带”,“三带”的形成和发展会切穿各含水岩组和断裂构造带,或涉及地表水体,扩大和连通充水通道,增加矿坑涌水量。在煤系地层浅部小煤窑开挖产生的冒裂带等,有利于大气降水的直接渗透补给,有时会引起沟谷水直接渗入。因此,采矿活动中应采取适当措施,能动地改变矿坑的充水条件,以减少矿坑涌水量,防止矿坑突水。
2.4.6 地表水
井田地表水主要有位于采区东、南部边界的文江溪。其河床最低标高约为+280.0m,与井口标高差35米,并且煤层埋藏较深,煤层之上地层厚度较大,因此在留足河流保护带的情况下,地表水对矿井水一般无威胁。
2.4.7 老窑积水
矿区老窑积水将对矿井开采安全构成一定的威胁。在采区东部小煤开采破坏严重,对采区上部生产影响较大,应加强小煤调查及水患排查。
2.4.8 井田煤层埋藏深,且多位于侵蚀基准面以下,矿山开采长期疏于地下水 ,将形成地下水降落漏斗,水头压力增大,地下水流场发生改变。所以,未来矿坑主要充水因素是大气、含水岩层、灰岩裂隙、老窑积水和地表水。矿区属以顶底板直接进水为主的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
3 二采区可能存在的水害及影响
3.1 根据已揭露情况,采区中上部及采区上山西北侧为倒转翼二叠系下统栖霞组灰岩含水层,含水层地下水活动痕迹弱,呈透镜状分布,富水性弱,局部中等。开采采区北块段及区段石门巷道掘进时有可能揭露该段灰岩,出现岩溶裂隙水涌出或溶洞水害的发生,影响矿井正常安全生产。
3.2 采区东部小煤开采时间长,破坏严重,并有超层越界下山开采现象,早期小煤开采资料不全,巷道采动影响较大,部分巷道无法进入实测填图,造成二采区临近井田边界上部积水区不明,影响采区正常生产。
4 预防与处理措施
4.1 坚持“有疑先停,有疑必探,先探后掘”的原则。严禁冒险蛮干或无落实相关防治水措施作业,确保确保作业人员及矿井财产安全。
4.2 认真做好二采区周边小煤的调查。一方面,认真做好小溪洋地表小煤巡回检查工作,及时掌握小煤生产动态,制止小煤越界沿煤下山开采。另一方面,进一步加强与地方煤矿的勾通,尽快摸清已开采报废小煤的采空积水情况,积极采取防范措施,杜绝透水事故的发生。
4.3 实施探放水计划:一是区段石门及北块段开采时的灰岩岩溶裂隙水的探放;二是由于临近于周边小煤,+150m及以上区段各煤层开采时,对上部开采情况不明的必须实施探放水。
4.4 认真做好已揭露的岩溶裂隙水监测,掌握井下岩溶裂隙水变化情况,发现异常现象,应及时制订措施,防止发生岩溶裂隙突水。
4.5 认真做好矿建施工过程中的水文地质预测预报工作,并建立起较完整的各出水点的卡片和水文地质观测台帐,认真总结分析,为矿井投入生产提供可靠的水文地质原始资料。
4.6 在编制作业规程时,应做好地质水文地质条件预测预报和周边水害调查及防治水技术论证等工作,经分管领导审批后贯彻实施。
4.7 加强地测填图工作,及时填绘矿建工程进度图表,适时掌握工程进度,为确保矿建安全施工提供准确依据。
4.8 加强与地方煤矿的勾通和矿区井田范围内的地表小煤调查工作,及时掌握小煤生产动态。摸清开采的采空区面积和有可能形成的积水情况,积极采取防范措施,杜绝透水事故的发生。
4.9 对于已探明的小煤老塘和溶岩积水区域,必须根据采取留设保安煤岩柱或超前探放水。留设保安煤岩柱时,煤柱不得小于30米,岩柱不得小于20米;采取超前探放水时,要制定探放水安全措施,控制疏放水量,要根据矿井排水设施能力控制疏放,避免造成淹井。在疏放水过程中,要随时观察水量变化情况,出水情况有无杂质渗出,测试是否有害气体涌出等。要拟定避灾线路,确保沿线畅通无阻。
4.10 加强现场技术指导和职工灾防培训工作,培养作业人员现场鉴别能力。一旦工作面出现险情时,必须立即停止作业,将人员撤离到安全地点,并迅速报告调度室,制定防范措施。
4.11 应加强防排水实施的检查。严格执行定机、定人、定责任,认真做好井下各临时排水、供电设施的检查与维护,确保排水设施正常运转。
4.12 加强水泵操作工的业务技术和岗位技能培训,提高水泵操作工的岗位技术技能,增强水泵操作工的岗位责任心。每年对水泵操作人员进行一次培训,以确保水泵的安全运行。
作者简介:
詹国勇(1985-),男,汉族,福建省莆田市人,地质组组长,研究方向:水文地质与地质找煤。