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[摘 要]矿井水害是威胁福城煤矿煤矿安全生产的主要隐患。福城煤矿矿井开采面临的主要水害为老空水害和顶板含水层水害。本文在研究了福城煤矿基本概况、地质条件、水文地质条件及相关资料的基础上，进行了水害分析，提出了治理这些水害的方法，为煤矿水害防治提供了切实可行的思路和手段。
[关键词]老空水害 顶板含水层水害 水害分析 水害防治
中图分类号：Q16 文献标识码：Q 文章编号：1009―914X（2013）34―0228―01
1 前言
在煤矿的生产中，水害事故是矿井五大灾害之一，水害事故严重威胁矿井安全生产、职工生命和国家财产的安全。因此水害治理工作是煤矿的一项重要的、长远的工作。受水害威胁的矿井需要有针对性的分析水害原因、威胁程度，并有的放矢的采取有效的预防治理措施，才能确保矿井防治水工作安全进行。
2 福城煤矿的水害治理
2.1矿井水文地质概况
福城井田位于鄂尔多斯高原西部边缘地带，地势东南高，西北低，海拔在+1220～+1260m之间，为平缓起伏半固定—固定沙丘地貌，地表被第四系黄土及风积砂掩盖，无基岩出露。
区内地表水系不发育，大气降水多直接渗入第四系风积砂层中，或积在砂丘间洼地中，形不成地表径流。仅在长城南侧宁夏境内，矿区以南约5km的边沟有常年流水，由东南流向西北，在横城附近注入黄河，据宁夏煤田地质勘探队1969～1970年测得流量为2.85L/s～40.5L/s，内蒙古108地质队于1984年9月28日测得流量为30.0L/s。黄河在井田西北部，距井田约12km处，黄河水位标高1100m。
本区气候属北温带大陆性干旱荒漠气候，降水稀少，蒸发强烈，据鄂托克前旗气象站历年统计资料，年降水量222.6mm～272.6mm，年蒸发量2411mm～2722mm。
矿井的主要含水层为：第四系松散孔隙含水层（Q）、新近系下部砂砾石层含水层（N2）、二叠系石盒子组砂岩承压含水层（P1sh）、二叠系山西组砂岩含水层（P1s）、石炭系太原组砂岩含水层（C3t）、奥陶系石灰岩岩溶水。
2.2矿井水害基本情况
福城煤矿水文地质条件中等，矿井的主要充水水源为：第四系松散孔隙含水层孔隙水、第三系砂砾石层含水层孔隙水、二叠系石盒子组砂岩裂隙水、二叠系山西组砂岩裂隙水、石炭系太原组砂岩裂隙水。目前，矿井开采面临的主要水害为，老空水害和顶板含水层水害。
2.2.1老空水害
由于煤层走向变化较大，造成直线定向顺槽起伏较大，极易造成巷道积水，若老空、老巷积水排查处理不及时，长期积聚形成大量积水极有可能冲破隔离煤柱或密闭墙突然释放，从而对临近的采掘工作面或巷道构成水害威胁。若老空水排查处理不及时，发生老空溃水事故，则会冲毁附近的巷道、工作面，造成工作面、采区停产，并极易造成人员伤亡，造成重大事故。
2.2.2顶板含水层水害
威胁福城矿工作面安全开采的主要顶板水为：二叠系石盒子组砂岩裂隙水、二叠系山西组砂岩裂隙水及石炭系太原组砂岩裂隙水。顶板含水层严重威胁着工作面的安全生产，加之目前矿井工作面采高大，老空区冒落高度大，工作面在开采后冒落带及裂隙带波及顶板含水层，造成工作面涌水量增大。尤其是工作面在开采至一次见方及周期来压时，顶板垮落面积大，波及高度大，工作面易出现集中涌水现象，轻者影响工作面正常生产，重者则造成工作面淹面事故，给矿井造成重大损失。
2.3水害预防治理
2.3.1水害预防治理措施
①老空积水水害治理
结合矿井生产接续计划，对矿井采掘工程中有可能揭露或临近的老空水区、充水巷道每月进行一次全面排查，对有老空积水威胁的施工地点，确定探放水警戒线，编制探放水设计，随时掌握采掘进度，在接近探放水警戒线之前，要发达水害预报通知单，并进行探放水。
加强老空区和密闭墙的管理，每月对密闭墙积水情况检查一次，雨季半月一次，发现问题及时处理。确保避免老空区积水溃水事故的发生。
截至目前我矿主要对1302N和1902N等老空积水进行了探放。在1303N回风巷及1903N回风巷掘进之前，我们认真核实了图纸资料，弄清了1302N及1902N老空积水可能的范围，估计了积水量，查明最低、最高点的位置和标高，标定了“三线”，并制定了合理的探放水施工方法和工艺，确定了相应的疏排水设备以及措施，形成了对老空积水区的安全探放。
③顶板含水层水害的治理
针对回采工作面的顶板水害，我们主要从以下几个方面进行了防治。在工作面开采之前我们首先对工作面进行三维高密度电法勘探，圈定了顶板砂岩地层的富水区域。根据物探结果，我们有针对性的对1303N和1902N工作面顶板水进行了超前疏放。根据矿井开采经验，工作面涌水量最大一般出现在开采至初次来压及一次见方位置。因此钻孔布置以一次见方范围内加密钻孔。我们在工作面顶板富水区也加密了钻孔。9层煤顶板预放水孔具体布置为切眼往外到初次来压位置40m范围内及一次见方前后20m范围内每5m施工一个。其他位置10m施工一个钻孔，如单孔出水量超过5m?/h，可在其前后5m各加密布置一个钻孔。3层煤顶板预放水孔加密布置方式为为每20m一个孔。普通布置为每30m一个孔。钻孔施工深度以钻孔深入穿透含水层为准，根据矿井勘探成果及矿井现场岩层揭露情况，一般9层煤工作面顶板超前放水孔施工深度为40m-45m，3层煤工作面顶板超前放水孔施工深度为30m-35m。钻孔垂直顶板岩层向上钻进。
采取措施，减少矿压对顶板的破坏作用。加强初压面管理，人工放顶。初压面顶板不易冒落，悬顶面积大，矿压对顶板破坏最严重.初压及第一次周压地段是最易突水地段.在开切眼时要打好放顶眼，回采时采工作面自切眼推进8m，直接顶冒落高度达不到采高的1.5倍，倾斜长度超过工作面长度的三分之一时，要及时人工放顶，这样可以大大减弱矿压对底板的破坏作用，有效地防止初压面突水.
2.3.2水害隐患建档、评估与监控
①矿井建立水害隐患排查档案，其内容包括地表水泄漏地点排查、地方煤矿开采情况调查、井下受岩溶水威胁地点排查、井下老空积水区排查、密闭墙、挡水墙排查，采掘工作面临近的含水断层、陷落柱、封闭不良钻孔排查专项。
②对各类水害隐患每月排查1次，雨季期间适当加密，各次排查结果分别填入相应的档案中。
③根据排查情况，分别对各类隐患的威脅程度进行评估，并制定处理措施。
④处理过程中，对隐患的处理进行监督检查，直至隐患解除关闭。
⑤将处理监控结果填入隐患排查处理档案。
3 结论
本文对福城煤矿老空积水水害和顶板含水层水害况进行了分析，并得出了不同矿井水害的形成原因及基本情况。
针对不同类型的矿井水害，本文提出了相应的防治方法。
本文为上海庙西矿区的水害防治提供了切实可行的依据。
[关键词]老空水害 顶板含水层水害 水害分析 水害防治
中图分类号：Q16 文献标识码：Q 文章编号：1009―914X（2013）34―0228―01
1 前言
在煤矿的生产中，水害事故是矿井五大灾害之一，水害事故严重威胁矿井安全生产、职工生命和国家财产的安全。因此水害治理工作是煤矿的一项重要的、长远的工作。受水害威胁的矿井需要有针对性的分析水害原因、威胁程度，并有的放矢的采取有效的预防治理措施，才能确保矿井防治水工作安全进行。
2 福城煤矿的水害治理
2.1矿井水文地质概况
福城井田位于鄂尔多斯高原西部边缘地带，地势东南高，西北低，海拔在+1220～+1260m之间，为平缓起伏半固定—固定沙丘地貌，地表被第四系黄土及风积砂掩盖，无基岩出露。
区内地表水系不发育，大气降水多直接渗入第四系风积砂层中，或积在砂丘间洼地中，形不成地表径流。仅在长城南侧宁夏境内，矿区以南约5km的边沟有常年流水，由东南流向西北，在横城附近注入黄河，据宁夏煤田地质勘探队1969～1970年测得流量为2.85L/s～40.5L/s，内蒙古108地质队于1984年9月28日测得流量为30.0L/s。黄河在井田西北部，距井田约12km处，黄河水位标高1100m。
本区气候属北温带大陆性干旱荒漠气候，降水稀少，蒸发强烈，据鄂托克前旗气象站历年统计资料，年降水量222.6mm～272.6mm，年蒸发量2411mm～2722mm。
矿井的主要含水层为：第四系松散孔隙含水层（Q）、新近系下部砂砾石层含水层（N2）、二叠系石盒子组砂岩承压含水层（P1sh）、二叠系山西组砂岩含水层（P1s）、石炭系太原组砂岩含水层（C3t）、奥陶系石灰岩岩溶水。
2.2矿井水害基本情况
福城煤矿水文地质条件中等，矿井的主要充水水源为：第四系松散孔隙含水层孔隙水、第三系砂砾石层含水层孔隙水、二叠系石盒子组砂岩裂隙水、二叠系山西组砂岩裂隙水、石炭系太原组砂岩裂隙水。目前，矿井开采面临的主要水害为，老空水害和顶板含水层水害。
2.2.1老空水害
由于煤层走向变化较大，造成直线定向顺槽起伏较大，极易造成巷道积水，若老空、老巷积水排查处理不及时，长期积聚形成大量积水极有可能冲破隔离煤柱或密闭墙突然释放，从而对临近的采掘工作面或巷道构成水害威胁。若老空水排查处理不及时，发生老空溃水事故，则会冲毁附近的巷道、工作面，造成工作面、采区停产，并极易造成人员伤亡，造成重大事故。
2.2.2顶板含水层水害
威胁福城矿工作面安全开采的主要顶板水为：二叠系石盒子组砂岩裂隙水、二叠系山西组砂岩裂隙水及石炭系太原组砂岩裂隙水。顶板含水层严重威胁着工作面的安全生产，加之目前矿井工作面采高大，老空区冒落高度大，工作面在开采后冒落带及裂隙带波及顶板含水层，造成工作面涌水量增大。尤其是工作面在开采至一次见方及周期来压时，顶板垮落面积大，波及高度大，工作面易出现集中涌水现象，轻者影响工作面正常生产，重者则造成工作面淹面事故，给矿井造成重大损失。
2.3水害预防治理
2.3.1水害预防治理措施
①老空积水水害治理
结合矿井生产接续计划，对矿井采掘工程中有可能揭露或临近的老空水区、充水巷道每月进行一次全面排查，对有老空积水威胁的施工地点，确定探放水警戒线，编制探放水设计，随时掌握采掘进度，在接近探放水警戒线之前，要发达水害预报通知单，并进行探放水。
加强老空区和密闭墙的管理，每月对密闭墙积水情况检查一次，雨季半月一次，发现问题及时处理。确保避免老空区积水溃水事故的发生。
截至目前我矿主要对1302N和1902N等老空积水进行了探放。在1303N回风巷及1903N回风巷掘进之前，我们认真核实了图纸资料，弄清了1302N及1902N老空积水可能的范围，估计了积水量，查明最低、最高点的位置和标高，标定了“三线”，并制定了合理的探放水施工方法和工艺，确定了相应的疏排水设备以及措施，形成了对老空积水区的安全探放。
③顶板含水层水害的治理
针对回采工作面的顶板水害，我们主要从以下几个方面进行了防治。在工作面开采之前我们首先对工作面进行三维高密度电法勘探，圈定了顶板砂岩地层的富水区域。根据物探结果，我们有针对性的对1303N和1902N工作面顶板水进行了超前疏放。根据矿井开采经验，工作面涌水量最大一般出现在开采至初次来压及一次见方位置。因此钻孔布置以一次见方范围内加密钻孔。我们在工作面顶板富水区也加密了钻孔。9层煤顶板预放水孔具体布置为切眼往外到初次来压位置40m范围内及一次见方前后20m范围内每5m施工一个。其他位置10m施工一个钻孔，如单孔出水量超过5m?/h，可在其前后5m各加密布置一个钻孔。3层煤顶板预放水孔加密布置方式为为每20m一个孔。普通布置为每30m一个孔。钻孔施工深度以钻孔深入穿透含水层为准，根据矿井勘探成果及矿井现场岩层揭露情况，一般9层煤工作面顶板超前放水孔施工深度为40m-45m，3层煤工作面顶板超前放水孔施工深度为30m-35m。钻孔垂直顶板岩层向上钻进。
采取措施，减少矿压对顶板的破坏作用。加强初压面管理，人工放顶。初压面顶板不易冒落，悬顶面积大，矿压对顶板破坏最严重.初压及第一次周压地段是最易突水地段.在开切眼时要打好放顶眼，回采时采工作面自切眼推进8m，直接顶冒落高度达不到采高的1.5倍，倾斜长度超过工作面长度的三分之一时，要及时人工放顶，这样可以大大减弱矿压对底板的破坏作用，有效地防止初压面突水.
2.3.2水害隐患建档、评估与监控
①矿井建立水害隐患排查档案，其内容包括地表水泄漏地点排查、地方煤矿开采情况调查、井下受岩溶水威胁地点排查、井下老空积水区排查、密闭墙、挡水墙排查，采掘工作面临近的含水断层、陷落柱、封闭不良钻孔排查专项。
②对各类水害隐患每月排查1次，雨季期间适当加密，各次排查结果分别填入相应的档案中。
③根据排查情况，分别对各类隐患的威脅程度进行评估，并制定处理措施。
④处理过程中，对隐患的处理进行监督检查，直至隐患解除关闭。
⑤将处理监控结果填入隐患排查处理档案。
3 结论
本文对福城煤矿老空积水水害和顶板含水层水害况进行了分析，并得出了不同矿井水害的形成原因及基本情况。
针对不同类型的矿井水害，本文提出了相应的防治方法。
本文为上海庙西矿区的水害防治提供了切实可行的依据。