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摘 要：为有效预防和控制煤矿采空区水害事故的发生，切实做好煤矿企业的水害防治工作，本文以陕西黄陵二号煤矿二盘区203工作面采空区积水治理为切入点，通过二盘区地质及水文地质情况分析采空区积水水源，结合矿井实际情况分析对二盘区采空区积水治理的可行性防治措施，最大限度地降低乃至消除采空区积水对盘区后续工作面开采的威胁，保证矿井的安全开采。
关键词：二盘区；采空区积水；治理
一、概况
黄陵二号煤矿位于黄陇侏罗系煤田黄陵矿区西南部，二盘区位于二号井田的东北部，面积约80Km2，主采煤层为位于侏罗系延安组中部的2号煤层，煤层厚度0-5.04米，设计工作面约15个。现已回采201、203工作面，205工作面正在回采，207工作面正在形成。
203工作面走向长3220米，宽279米。自2015年2月以来，二盘区203工作面采空区积水从辅运8#联巷和进架通道闭墙反水管流出，后出水量持续增大，出水量最大增至164m3/h，经后期疏放，出水量稳定在40m3/h左右，之后出水量又增大至130m3/h。
二、水文地质特征
据地表出露与钻孔揭露，黄陵二号矿内地层由老至新有：上三叠统瓦窑堡组（T3w）；下侏罗统富县组（J1f），中侏罗统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a）；下白垩统洛河组（K1l）、环河-华池组（K1h）；第四系黄土及冲积层。井田主要含水层为白垩系下统洛河组砂岩裂隙孔隙含水层（K1l），该层富水性属中等-强的裂隙、孔隙含水层；侏罗系中统直罗组下段含水层（J2z1），该层富水性属弱的裂隙承压含水层。侏罗系中统延安组中部含水层（J2y中）该层包括2号煤层与煤层老顶七里镇砂岩，该层富水性属弱的承压含水层。
三、采空区积水分析及水害隐患威胁程度分析
3.1采空区积水分析
3.1.1地表水对采空区的影响
二盘区开采深度约380-660米，地表无裂缝和和其他直接导水通道。地表水对矿井开采影响较小。
3.1.2构造对采空区积水的影响
整个盘区构造较为简单，为一单斜构造，地层呈现北西低、南东高，相对高差约100米。根据前期勘探资料显示，本区不存在大型断裂构造，到目前为止，二盘区采掘活动共揭露六条小型断裂构造，且落差均不超过1.5米。根据采掘揭露情况，未出现断裂带出水现象。
3.1.3导水裂隙带对采空区积水的影响
2号煤层直接顶板无明显的导水裂隙带，且根据掘进和回采资料显示，回采初期顶板无出水现象。
3.1.4含水层对采空区积水的影响
直罗组下段砂岩含水层为侏罗系地层中富水性最强的岩层，直罗组下段距2号煤层约100-120米左右，而矿井“三带”发育影响距离为2号煤层以上65米左右，且直罗组下段至2号煤以上为延安组相对隔水层，厚达60-100m。但根据采空区积水变化情况，即由小变大，再由大变小，最后又变大。可初步判断，随着回采推进，刚开始，仅为“三带”所含的少量积水流至采空区，“三带”所含的水流至采空区聚集，因此，刚开始闭墙出水量较小，随着开采区域的进一步扩大，局部区域受采动影响，“三带”导通上覆局部导水裂隙，导致上覆地层含水沿着裂隙流至采空区，导致采空区积水量变大，表现为采空区出水量变大，后采空区积水通过井下抽排，水量变小，随着开采区域的进一步扩大，由于采动作用，顶板垮落面积加大，三带导通上覆更多的岩层裂隙，使直罗组乃至其上覆地层大范围的含水流至采空区，造成目前203采空区积水量较大。因此可分析二号煤矿二盘区采空区积水主要为受采动影响，“三带”导通上覆岩层导水裂隙带，导致直罗组下段含水层水流入采空区。
3.1.5油气井对采空区积水的影响
二号井田属煤油共生地层，在2号煤层下方含有油气层，在二盘区首采工作面201回风巷掘进时在巷帮揭露一油气井管道，当时有少量顶板水聚集，造成掘进工作面出水，同时，2号煤层上覆含水层水沿油气井流至巷道，水量约4m3/h，201工作面回采结束后，工作面间闭墙未出现明显明显采空区积水，203辅运8#联络巷闭墙出水后对油气井进行地面注浆封堵，采空区积水量未发生明显变化，因此，可推断，二盘区已回采工作面采空区积水有部分来自油气井导水，但到水量较小。
3.2矿井水害隐患威胁程度评估
根据采空区积水抽排数据显示，仅2015年203工作面采空区积水抽排量达到约40-50万m3，二号煤矿煤层稳定，开采条件相对较简单，根据采空区积水量测算公式：
W=KMS/cosa
式中：W--采空区积水量，m3；
M--采空区煤层采高，m；
S--采空区积水面积，㎡；
a--煤层平均倾角，（°）；
K--充水系数，根据二号煤矿实际K取值0.3。
目前二盘区先采工作面201、203采空区积水仍有约30万m3，二盘区采空区聚集的大量积水已严重影响现有205工作面的安全回采，而且，如不及时治理直接影响现有回采面205的安全回采和下个工作面的采掘活动。当205工作面回采至205回风8#联络巷时，采空区积水将无法实现有效抽排，采空区积水流向采面，影响井下机电设备和回采进度，严重可造成井下人员安全。而且采空区积水会进一步流向205采空區，使采空区积面积和积水水量进一步加大，进而形成更大的安全隐患。直接影响矿井的安全生产。
四、矿井水害防治措施
为有效防止采空区积水水害事故发生，结合矿井实际，提出以下防治措施：
4.1顶板水预疏放
在工作面回采前对整个工作面顶板进行直流电法勘探，查明采面顶板富水区域，并通过井下钻探对上覆含水层积水进行疏放抽排。 4.2防水闸墙
在工作面回采过程中，对已回采过的联络巷进行高强度防水闸墙设计施工，并铺设反水管，当采空区有积水时，通过反水管放出至邻近水仓，并通过井下排水系统排出。
4.3采空区积水观测
当采空区有积水时，在抽排积水的时候，还要定期进行水量监测，通过在防水闸墙反水管口安设压力表和流量计，每天记录采空区水量变化情况，根据采空区积水量测算公式定期计算采空区积水量。
4.4积水抽排
为最大程度降低采空区积水量，降低采空区积水对矿井的安全威胁，必须加大排水力度。一是加强排水系统的排水能力，根據采空区闭墙出水量的大小情况，铺设大管径排水管；二是采用接力排水方式，提升水泵的排水效率；三是对采空区积水进行一天二十四小时不间断抽排抽排。
4.5采空区积水封堵
二号煤矿为单一水平开采，二盘区西接四盘区，煤层标高为二盘区高，四盘区低，如果把采空区积水封堵在二盘区采空区，采空区积水直接影响威胁四盘区煤层的开采，而且还影响二盘区其它工作的采掘活动，因此，无法对采空区积水进行封堵治理。
4.6采空区水源封堵
在煤矿水害治理中，对水源进行封堵是最有效的治理办法，但二盘区开采面积大，实施全面的顶板注浆封堵水源费用昂贵，鉴于目前严峻的煤炭市场和经济效益对煤层顶板含水层实施注浆封堵是不可取的。
五、结语
在矿井水害治理中对矿井水源的分析是治理矿井水的重要环节，本文从矿井水文地质条件和矿井实际，分析二盘区采空区积水的来源直罗组含水层水，导水方式为“三带”导通上覆岩层导水裂隙。最后通过矿井水害治理技术分析了二盘区采空区积水治理的可行性方案，即在目前情况下治理二盘区采空区积水最有效的也是最可行的办法就是加大对采空区积水抽排，防止采空区积水量进一步增大，减少采空区积水对矿井开采的安全威胁。
参考文献
[1] 陕西省煤田地质局一九四队，二号煤矿二、四盘区补充勘探地质报告，2010.
[2] 西安科技大学，黄陵二号煤矿矿井水文地质类型划分报告，2013.
[3] 刘苏，采空区覆岩移动对上覆岩体的影响及水害防治积水研究.
[4] 王家臣，矿井采空区积水量的研究，2005.
关键词：二盘区；采空区积水；治理
一、概况
黄陵二号煤矿位于黄陇侏罗系煤田黄陵矿区西南部，二盘区位于二号井田的东北部，面积约80Km2，主采煤层为位于侏罗系延安组中部的2号煤层，煤层厚度0-5.04米，设计工作面约15个。现已回采201、203工作面，205工作面正在回采，207工作面正在形成。
203工作面走向长3220米，宽279米。自2015年2月以来，二盘区203工作面采空区积水从辅运8#联巷和进架通道闭墙反水管流出，后出水量持续增大，出水量最大增至164m3/h，经后期疏放，出水量稳定在40m3/h左右，之后出水量又增大至130m3/h。
二、水文地质特征
据地表出露与钻孔揭露，黄陵二号矿内地层由老至新有：上三叠统瓦窑堡组（T3w）；下侏罗统富县组（J1f），中侏罗统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a）；下白垩统洛河组（K1l）、环河-华池组（K1h）；第四系黄土及冲积层。井田主要含水层为白垩系下统洛河组砂岩裂隙孔隙含水层（K1l），该层富水性属中等-强的裂隙、孔隙含水层；侏罗系中统直罗组下段含水层（J2z1），该层富水性属弱的裂隙承压含水层。侏罗系中统延安组中部含水层（J2y中）该层包括2号煤层与煤层老顶七里镇砂岩，该层富水性属弱的承压含水层。
三、采空区积水分析及水害隐患威胁程度分析
3.1采空区积水分析
3.1.1地表水对采空区的影响
二盘区开采深度约380-660米，地表无裂缝和和其他直接导水通道。地表水对矿井开采影响较小。
3.1.2构造对采空区积水的影响
整个盘区构造较为简单，为一单斜构造，地层呈现北西低、南东高，相对高差约100米。根据前期勘探资料显示，本区不存在大型断裂构造，到目前为止，二盘区采掘活动共揭露六条小型断裂构造，且落差均不超过1.5米。根据采掘揭露情况，未出现断裂带出水现象。
3.1.3导水裂隙带对采空区积水的影响
2号煤层直接顶板无明显的导水裂隙带，且根据掘进和回采资料显示，回采初期顶板无出水现象。
3.1.4含水层对采空区积水的影响
直罗组下段砂岩含水层为侏罗系地层中富水性最强的岩层，直罗组下段距2号煤层约100-120米左右，而矿井“三带”发育影响距离为2号煤层以上65米左右，且直罗组下段至2号煤以上为延安组相对隔水层，厚达60-100m。但根据采空区积水变化情况，即由小变大，再由大变小，最后又变大。可初步判断，随着回采推进，刚开始，仅为“三带”所含的少量积水流至采空区，“三带”所含的水流至采空区聚集，因此，刚开始闭墙出水量较小，随着开采区域的进一步扩大，局部区域受采动影响，“三带”导通上覆局部导水裂隙，导致上覆地层含水沿着裂隙流至采空区，导致采空区积水量变大，表现为采空区出水量变大，后采空区积水通过井下抽排，水量变小，随着开采区域的进一步扩大，由于采动作用，顶板垮落面积加大，三带导通上覆更多的岩层裂隙，使直罗组乃至其上覆地层大范围的含水流至采空区，造成目前203采空区积水量较大。因此可分析二号煤矿二盘区采空区积水主要为受采动影响，“三带”导通上覆岩层导水裂隙带，导致直罗组下段含水层水流入采空区。
3.1.5油气井对采空区积水的影响
二号井田属煤油共生地层，在2号煤层下方含有油气层，在二盘区首采工作面201回风巷掘进时在巷帮揭露一油气井管道，当时有少量顶板水聚集，造成掘进工作面出水，同时，2号煤层上覆含水层水沿油气井流至巷道，水量约4m3/h，201工作面回采结束后，工作面间闭墙未出现明显明显采空区积水，203辅运8#联络巷闭墙出水后对油气井进行地面注浆封堵，采空区积水量未发生明显变化，因此，可推断，二盘区已回采工作面采空区积水有部分来自油气井导水，但到水量较小。
3.2矿井水害隐患威胁程度评估
根据采空区积水抽排数据显示，仅2015年203工作面采空区积水抽排量达到约40-50万m3，二号煤矿煤层稳定，开采条件相对较简单，根据采空区积水量测算公式：
W=KMS/cosa
式中：W--采空区积水量，m3；
M--采空区煤层采高，m；
S--采空区积水面积，㎡；
a--煤层平均倾角，（°）；
K--充水系数，根据二号煤矿实际K取值0.3。
目前二盘区先采工作面201、203采空区积水仍有约30万m3，二盘区采空区聚集的大量积水已严重影响现有205工作面的安全回采，而且，如不及时治理直接影响现有回采面205的安全回采和下个工作面的采掘活动。当205工作面回采至205回风8#联络巷时，采空区积水将无法实现有效抽排，采空区积水流向采面，影响井下机电设备和回采进度，严重可造成井下人员安全。而且采空区积水会进一步流向205采空區，使采空区积面积和积水水量进一步加大，进而形成更大的安全隐患。直接影响矿井的安全生产。
四、矿井水害防治措施
为有效防止采空区积水水害事故发生，结合矿井实际，提出以下防治措施：
4.1顶板水预疏放
在工作面回采前对整个工作面顶板进行直流电法勘探，查明采面顶板富水区域，并通过井下钻探对上覆含水层积水进行疏放抽排。 4.2防水闸墙
在工作面回采过程中，对已回采过的联络巷进行高强度防水闸墙设计施工，并铺设反水管，当采空区有积水时，通过反水管放出至邻近水仓，并通过井下排水系统排出。
4.3采空区积水观测
当采空区有积水时，在抽排积水的时候，还要定期进行水量监测，通过在防水闸墙反水管口安设压力表和流量计，每天记录采空区水量变化情况，根据采空区积水量测算公式定期计算采空区积水量。
4.4积水抽排
为最大程度降低采空区积水量，降低采空区积水对矿井的安全威胁，必须加大排水力度。一是加强排水系统的排水能力，根據采空区闭墙出水量的大小情况，铺设大管径排水管；二是采用接力排水方式，提升水泵的排水效率；三是对采空区积水进行一天二十四小时不间断抽排抽排。
4.5采空区积水封堵
二号煤矿为单一水平开采，二盘区西接四盘区，煤层标高为二盘区高，四盘区低，如果把采空区积水封堵在二盘区采空区，采空区积水直接影响威胁四盘区煤层的开采，而且还影响二盘区其它工作的采掘活动，因此，无法对采空区积水进行封堵治理。
4.6采空区水源封堵
在煤矿水害治理中，对水源进行封堵是最有效的治理办法，但二盘区开采面积大，实施全面的顶板注浆封堵水源费用昂贵，鉴于目前严峻的煤炭市场和经济效益对煤层顶板含水层实施注浆封堵是不可取的。
五、结语
在矿井水害治理中对矿井水源的分析是治理矿井水的重要环节，本文从矿井水文地质条件和矿井实际，分析二盘区采空区积水的来源直罗组含水层水，导水方式为“三带”导通上覆岩层导水裂隙。最后通过矿井水害治理技术分析了二盘区采空区积水治理的可行性方案，即在目前情况下治理二盘区采空区积水最有效的也是最可行的办法就是加大对采空区积水抽排，防止采空区积水量进一步增大，减少采空区积水对矿井开采的安全威胁。
参考文献
[1] 陕西省煤田地质局一九四队，二号煤矿二、四盘区补充勘探地质报告，2010.
[2] 西安科技大学，黄陵二号煤矿矿井水文地质类型划分报告，2013.
[3] 刘苏，采空区覆岩移动对上覆岩体的影响及水害防治积水研究.
[4] 王家臣，矿井采空区积水量的研究，2005.