三区划分管理在煤矿防治水中的应用

三区划分管理在煤矿防治水中的应用
摘要：针对五矿现有及未来五年采掘工程，在综合分析全井田水文地质条件的
基础上，重点分析了15号煤层矿井水患类型，按照煤矿防治水分区管理标准对
15号煤层全井田进行了“三区”划分。

针对各个水患，分区提出了针对性、可操作
性的防治措施。

关键词：三区划分；煤矿防治水；应用
1 三区划分
1.1、分区标准
可采区：即达到水文地质条件清楚、水害防治措施到位的区域。

资源整合
矿井首先应通过水患补充调查达到老空积水分布的位置、范围、积水量清楚。

缓采区：存在老空积水、承压水等隐患的煤矿，因资金、技术等原因还未
达到水文地质条件清楚或水患有效治理的区域。

禁采区：经安全论证，通过现有技术、装备等治理措施难以达到安全开采
的区域。

1.2、五矿三区划分原则
根据矿井历年的物探资料及井下采掘揭露资料，确定本次15号煤层三区划
分原则为：
（1）本次对井田边界以内范围进行“三区”划分；
（2）本次将井田内物探范围覆盖的区域划为可采区，同时在大巷、井筒保
安煤柱内划分为可采区，已掘进形成的采掘工作面划分为可采区，并扣除采空区。

（3）本次将水库煤柱、井田边界煤柱及以往开采的小煤矿划分为禁采区。

1.3、15号煤层三区划分结果
根据本次确定的划分原则，15号煤层全井田划分为可采区、禁采区两部分，具体分布见图1。

图1 15号煤层三区划分示意图
（1）可采区
本井田15号煤层共划分1处可采区，由108个坐标点圈定，面积
51.8274km2。

本矿未来五年计划开采15号煤层，未来五年采掘区域位于可采区范围内，
目前本矿可采区范围能满足煤矿生产计划。

（2）缓采区
本根据该矿水文地质条件、水患分析及实际开采情况，本井田15号煤层内
不存在缓采区。

（3）禁采区
本井田15号煤层共划分3块禁采区，即禁采区一、禁采区二、禁采区三。

禁采区一主要位于井田的东部，由109个坐标点圈定，包含井田边界保安煤柱、
以往小窑开采范围及原坪水库保安煤柱，面积9.8514km2；禁采区二位于井田的
中北部，为尚怡水库保安煤柱，由20个坐标点圈定，面积1.4460km2；禁采区三位于井田的中西部，为上冶头水库保安煤柱，由7个坐标点圈定，面积
0.4412km2,15号煤层禁采区面积共11.7386km2。

2 分区防治措施
根据2017年9月—2022年4月开采计划，未来五年采掘范围均在可采区范
围内。

2.1、可采区防治措施
1）采空区积水的防治措施
根据本次采空区积水调查成果，结合未来五年采掘计划，未来五年采掘活
动范围内，仅8402工作面受15号煤层采空区积水15/36#的影响。

矿井采掘过程
中应坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的原则，加强
对老空水的探放工作。

2）顶板水积水的防治措施
煤层顶板水为矿井井下涌水量的主要来源，主要以顶板淋水的形式进入矿井，但该含水层一般富水性弱，生产中容易疏干。

针对顶板富水异常区，采取的
防治措施：
①首先对顶板水富水性探测。

通常采用瞬变电磁勘探探查顶板含水层的分
布及其富导水条件，对物探未覆盖区适时补充勘探，查清含水层的局部富水地段。

②对于地面瞬变电磁勘探解释的煤层顶板含水层的富水异常区，通过井下
瞬变电磁勘探进一步核实，然后针对富水异常区通过井下钻探验证。

③在现有排水设备能够满足排水要求时，只需定期检修矿井排水设备，及
时清理排水沟道和水仓，保证排水通畅。

3）奥灰水的防治措施
井田西部煤层低于奥灰水水位标高，为带压开采，最大突水系数为
0.036MPa/m，一般不存在奥灰突水危险，但不排除局部富水性强。

因此在带压开采区进行开采时，应加强隐伏构造的探查，进一步查明断层的水文地质条件，接
近或过断层、陷落柱时要做好相应的防治水工作，确保安全生产。

在突水威胁区，应在探查的基础上，进行注浆加固或留设煤柱后方可开采，不宜直接开采。

5）断层、陷落柱防治措施
断层防治措施：
①在巷道掘进过程中，采用井下水文物探进行探查工作，若探测为导水断层，应进行钻探验证工作，必要时编制探放水设计进行探放工作。

②要查明导水构造和隔水层的薄弱带。

对落差大且富水性较强的断层，按
照相关规范合理的留设煤柱。

陷落柱防治措施：
①对掘进头前方陷落柱进行探测，初步确定陷落柱位置，再采用钻探进行
验证，精确探查陷落柱发育形态、岩性、周边裂隙发育程度、导水性等。

此外，
对于巷道已经揭露的不含（导）水陷落柱，应该对巷道底板进行探查，防止滞后
突水。

②对于导水性好、涌水量大的陷落柱，除按规定留设防水煤柱外，还应立
即对陷落柱煤层底板进行注浆充填加固，切断强含水层的突水通道。

③对于含（导）水性不强，深部充填胶结良好，与强含水层水力联系不密
切的陷落柱，在利用探查孔注浆加固后，可不采取特殊防范措施。

2.2、禁采区防治措施
对于小窑破坏区、矿井边界保护煤柱及水库保护煤柱所确定的禁采区，根
据《煤矿防治水规定》应留设足够的防隔水煤（岩）柱，且禁采区内严禁任何作业。

2.3、“三区”隔离措施
建议矿方按照各区具体坐标，对照井上下图，对本井田15号煤层可采区、
禁采区实施有效隔离，防止越界。

3 结语
针对五矿现有及未来五年采掘工程，重点分析了15号煤层矿井水患类型。

分析了开采15号煤层时矿井充水因素，并评价了影响程度。

按照煤矿防治水分
区管理标准对15号煤层全井田进行了“三区”划分。

针对各个水患，分区提出了针对性、可操作性的防治措施。

安全、社会效益显著，能有效避免水害事故的发生。

参考文献
[1]山西省煤炭地质114勘查院,《阳泉煤业(集团)有限责任公司五矿生产矿井地质
报告》[M].2009.
[2]屈少波等.多项式趋势面分析的数学模型在阳煤五矿地质预测预报中的应用[J].
地球,2014(6):191
作者简介：屈少波（1987-），男，陕西三原人，2010年毕业于西安科技大学资源勘查工程
专业，地质工程师，主要从事煤矿地测防治水方面的技术及管理工作。