浅谈煤矿水害的地质原因和防治对策 唐建文

浅谈煤矿水害的地质原因和防治对策唐建文
摘要：往往在工程勘察设计和施工过程中文地质问题常常被忽视，本文从以往工程勘察中水文地质问题被忽视的原因进行分析，并做出评价其危害给工程带来的不便。

关键词：煤矿水害地质原因防治对策
引言
吾祠煤矿属于福建省漳平童子岩组一段井田，是福建省重要的煤炭生产基地之一，从2004年开始动工，目前属于生产阶段，主平硐等系统巷道已经完工，各采区已经布开，水文地质条件成为影响煤矿安全开采的因素之一。

因此做好水文地质工作对矿井的安全生产具有重要意义。

本文从水文地质学的角度分析煤矿发生水害事故的原因，并提出了防治对策。

一、矿井水文地质条件
（一）各含.隔水岩层的含水特征
1、第四系（Q）
分布在山坡或山坳处，主要由沙土，泥土或岩块等坡积层组成，一般厚0～20米，最大达46米。

含孔隙类潜水，沟谷边缘可见泉水出露，流量0.1～0.5Ｌ／ｓ，一般旱季干涸，富水性较弱，为弱孔隙含水岩组。

2、翠屏山组（P2cp）
广泛出露于井田地表，面积11.5平方公里。

所有钻孔均有揭露，由细砂岩.粗细砂岩、沙质泥岩、炭质泥岩组成。

沟谷中常见泉水出露。

流量为0～1.45l/ｓ，富水性中等。

3、童子岩组（P1t）
童子岩组一、三段岩性由细砂岩、粗细砂岩、炭质泥岩、泥岩及煤组成。

三段厚〉380米。

在裸露区（井田东部）断层密集，地层受挤压较破碎，主要含风化裂隙潜水，流量0.1～0.53l/ｓ，含水部位通常位于构造裂隙发育处，分布不均匀，以条带状或透镜状产出。

一段地层厚度约340米，在37线以西一带因缓断层的影响致使一段地层局部与P1q灰岩邻近或对口。

P1q岩溶水对一段煤系裂隙水有一定的侧压补给作用。

流量0.35l/ｓ。

二段地层地表见于外围尤山头43线一带，深部主要见于35线以东钻孔。

主要由细砂岩、沙质泥岩、泥岩等组成，厚度83米，节理裂隙均不发育，为相对隔水岩组。

根据省197煤田勘探队对34—1孔对童子岩组一段的抽水试验显示：渗透系数为0.0004m/d，单位涌水量为
0.0104L/s.m，试验证明童子岩组一、三段地层，属弱裂隙含水岩组。

4、栖霞组（P1q）
零星出露井田外围，深部赋存于F0—F1断层之间。

北东高南西低。

钻孔最大控制厚度80.04米，目前井巷揭露厚度大于100米。

岩性为浅灰.青灰色石灰岩，岩溶发育。

井巷岩溶水涌水量330ｍ³／ｈ。

主要出现在+500主平硐1800米处和+500排矸斜井下部1300米处，目前涌水量呈现常流水，水量一般在250～
30m³/h之间。

在35线以西，灰岩与煤系地层对口，为井田未来开采系统的下部补给边界。

栖霞组灰岩为富水性强—中等含水层。

5、文笔山组（P1w）
地表零星出露于井田东部边缘，深部部分钻孔有揭露，常被F1断层断缺。

岩性以灰黑色细粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等为主，厚度大于207米。

该岩组节理裂隙均不发育，可视相对稳定隔水岩组。

6、林地组（C1l）
该岩组地表出露较少，据井巷揭露厚度大于120米。

为一套浅变质岩系。

主
要岩性为紫红、灰白色石英岩、石英砾岩、浅灰～紫红色绢云母片岩、千枚岩，
层理较不发育，揭露处无大淋水，应属富水性较弱岩组。

7、岩浆岩及其接触带
井田内岩浆岩零星见于各组地层中，主要为石英斑岩，次为辉绿岩，呈岩床、岩脉沿裂隙和破碎带产出，致密坚硬，含水性差，而在与围岩接触带有一定导水性。

综上对井田内各岩组含水性的调查分析，本矿区的岩层含水特征可分为如下
两点：
7.1浅层—孔隙，裂隙潜水含水层
矿区第四系冲积层较不发育.少量分布于山涧、溪流两侧.地表浅部大多为风化
岩层和风化岩层的残积、坡积层，渗透大气降水，与其下风化岩层裂隙直接沟通，共同组成地表潜水含水层。

由于残积、坡积层及裂隙带的发育不均匀性，岩层风
化裂隙带深度也不同。

造成潜水含水层的含水性不均匀。

一般富水性较弱，直接
受大气降水的渗透补给。

由于地形坡度较大，自然排水条件良好。

因此，浅部孔
隙裂隙潜水含水层富水性较弱，不会对矿井安全构成威胁。

7.2深部—基岩裂隙承压含水层
通过井巷的水文地质调查，在矿井巷道中未见较大的涌水点。

（只在1274米和1824米处掘至F0断层及灰岩时，见有较大的断层裂隙水和岩溶水，涌水量可
达70ｍ³/ｈ及330ｍ³/ｈ）矿区含煤地层为童子岩组一段地层，岩性以泥岩.粉砂
岩为主。

次为细砂岩。

根据矿井水文地质调查，表明岩层裂隙承压含水层富水性
弱且不均匀。

裂隙含水层多以静储量存在，补给条件差，在矿井巷道揭露时，初
见时涌水量较大.以后逐渐减少。

+500主平硐涌水量430ｍ³/ｈ，（目前基本在
300m³/h以内）平硐自然排水较好。

因此.虽然F0断层水及溶岩水涌水量较大，
但对矿井500水平以上开采，不会造成直接的安全威胁。

8、构造带的水文地质特征
根据1993年12月福建省197煤田地质勘探队提、交的《福建省漳平煤矿区
吾祠井田普查最终地质报告》。

矿区内主要断层有F0 F1 F2 F3 F4 F6 F101 F102
F104等十条。

通过矿井井巷水文地质调查发现，在巷道通过时F2 F0断层带时井
巷有淋水.涌水现象，其余矿区内断层两侧岩层的富水性一般较弱，且补给条件较差。

因此，矿区内断层带除局部有一定的地下水储量外，一般导水性，富水性较弱。

9、地下水的补给、径流、排泄条件
大气降水是地下水主要补给源。

由于地形切割强烈、沟谷发育、坡降大，排
泄条件好。

地表基岩接受大气降水补给后，经短暂径流以泉的形式由沟谷排泄，
地下水径流具多向性，主要受构造及地形条件控制。

据调查分析，翠屏山组与童子岩组水力联系不密切，童子岩组主要补给来源
为北部出露区。

大气降水补给后向深部下渗。

部分在沟谷排泄。

动态变化显著。

另外，栖霞组岩溶水在一定程度上经高角度断层侧向补给童子岩组裂隙水。

综上所述，本矿区水文地质条件属中等裂隙充水矿床。

（二）、矿井充水因素
1、邻近矿采空区积水及充水水源
井田内小煤窑生产时间不长，主要于浅部，上部开采.分布在33线至37线北
部煤系地层出露区，均为平硐开采，标高一般在+800米以上，而吾祠煤矿开采水
平为+650以下，不受小煤窑影响；因此，不存在老窑积水的隐患。

在许坑（+630回风井）上部+670水平于2007年有掘一地方煤矿，但目前才
掘进为500米，属基建矿井，未投入生产，对吾祠煤矿无水害隐患。

2、井下内部采空区老空水
根据目前矿井开拓情况分析：一、二采区处于童子岩组一段地层，已掘巷道
约3000米，均未遇见打的涌水现象，只有少数巷道在揭露至火成岩时，在火成
岩接触带中见少量滴水。

目前的矿井涌水量主要来源于主平硐1300米和1800米
的灰溶水，两处灰溶水现处于稳定状态，一般在250～300m³/h之间。

3、地面主要水害
大气降水是矿区内地表水和地下水的主要的补给来源。

是矿坑充水的主要因素。

大气降水是通过地表风化残积层，风化岩层裂隙带、断裂构造和采空区塌陷
裂隙带等途径补给各含水岩组，然后向矿坑充水。

在矿区内无大的地表水体，沟
谷水排泄通畅，因煤层离地表较深，未来开采过程中也不易形成地表塌陷区及裂
缝带，一般大气降水不会直接渗入。

二、矿井水害防治
（一）、水患现状分析
1、矿井充水条件分析
矿区主要可采煤层均位于侵蚀基准面以下；矿区内无大的地表水体；童子岩
组弱裂隙含水岩组是矿坑水主要直接充水含水岩组；大气降水是本区地下水的主
要补给来源，地表沟谷水及浅部地下水排泄条件好，主要充水含水层富水性一般弱，补给条件差，无稳定补给来源；无小窑积水；本区深部隐伏的P1q组石灰岩
在局部与煤系地层直接接触或接近，如有充足补给来源，局部可能存在灰岩突水
危害。

在矿井东部原+800水平回风井存在积水，约3500m3，可能存在水害隐患。

2、排水能力分析
矿井各个采区、巷道均设有排水沟，且矿井为平硐开拓，排水条件好，可经
各排水沟自流至洞口。

3、水害隐患分析
根据调查，结合煤矿勘查地质报告资料，和矿山开采的实际情况等基础资料，经过综合分析，认为矿山存在的主要水害隐患为：在35线以西.栖霞组与童子岩
组对口，采掘工作面的突水危害不能排除。

栖霞灰岩水可能通过高角度断裂
（F102 F104 F4）越流补给，井巷揭露这些断层初时瞬时水量大，随着岩溶水疏干逐渐减少，将达到一个动态平衡。

由于初期瞬时涌水量较大，采掘过程中应坚持
先行探放水，确保安全。

，在首采区上水平储量范围；在西部下水平（+500以下）储量范围，煤层局部与灰岩直接对口，应留足防水煤柱。

（二）、煤矿水害的防治对策
尽管水害事故的发生率较底，但一旦发生往往造成重大伤亡和重大的经济损失，因此必须认真做好水文地质工作和防排水工作，防止水害事故的发生。

1、水文地质工作
（1）根据矿井实际编制矿井防治水档案材料，并定时根据实际进行修改。

即制订防治水规划和雨季防排水应急预案，完善各项防治水制度、责任制、领导跟
班制度等。

（2）针对我矿的工作面情况，我矿不但根据上级领导要求建立各项探放水制
度外，还特别成立了“监探领导小组”负责把探放水工作落到实处。

2、防排水工作
（1）地面防水
必须查清矿井及附近地面水流系统的汇水情况，疏水能力和有关水利工程的
情况，、对附近积水的矿井应采用修筑堤坝及挖掘沟渠等疏通水路的措施，将洪
水或地表水引出矿区。

要掌握矿区历年降雨量和最高洪水位的资料，以便结合矿
区具体条件建立疏水、防水和排水系统。

每年雨季前必须对防排水工作进行全面
检查，同时组织抢险队伍，储备足够数量的防洪抢险物资。

（2）井下防水
在受水害威胁的地区，必须坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则。

巷道掘进之前，必须查清水文地质条件。

地质人员要写出水文地质情况
分析报告，并提出防范措施，方可进行掘进工作。

在井下适当地点设置防水闸门、防水墙，在水患发生时起隔离作用，缩小灾情，控制水势危害。

3、培训
加强对井下作业人员的培训、教育、提高其安全意识，安全技术素质，如对
透水征兆的识别。

贯彻落实煤矿三大规程，杜绝三违，做到“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，消除人为的不安全行为和物的不安全状态，实现矿井的安全生产。

结束语
矿井水害防治工作，是一项综合性工作，必须认真贯彻落实《煤矿安全规程》、《矿井水温地质规程》锋有关规定。

同时要结合矿井实际情况，认真开展
矿井生产安全技术论证、落实“十六字”方针等防范措施。

有效提高矿井水害防止
工作绩效，从而实现安全生产。

参考文献：
[1]邓彦生，桂和荣等煤矿地质灾害与预防〔M〕.北京：煤炭工业出版社，1997，
[2]吾祠煤矿井田地质勘探报告〔R〕.2004
[3]《煤矿防治水工作规定》
作者简介：
唐建文，男，出生于1986年，2009年7月毕业于龙岩学院煤矿地质技术专科，现在福煤集团有限责任公司漳平煤业有限公司吾祠煤矿从事地质技术工作。