煤礦水害防治論文煤礦水害論文邵武煤業(yè)曬口煤礦水害致因及其防患措施

1、煤礦水害防治論文煤礦水害論文：邵武煤業(yè)曬口煤礦水害致因及其防患措施摘 要： 通過分析邵武煤業(yè)曬口煤礦水文地質(zhì)構(gòu)造及水害的基本形成方式,提出針對(duì)曬口煤礦井下水害防治工作的基本要求與對(duì)策，消除或解決礦井水害對(duì)生產(chǎn)安全工作的影響。關(guān)鍵詞： 煤礦 水文 地質(zhì) 水害 防治1概況曬口煤礦位于福建省西北部邵武市東端12.5km曬口境內(nèi),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬t/a，核定生產(chǎn)能力21萬t/a，礦區(qū)開采從1958年開始，已歷經(jīng)50多a，主要開采焦坑組下段頂部的DE煤層。1.1地層基本構(gòu)造礦區(qū)出露地層有前震旦紀(jì)變質(zhì)巖群、上三迭統(tǒng)焦坑組、下侏羅統(tǒng)梨山組，中侏羅統(tǒng)漳平組和第四系。焦坑組為煤系地層，呈角度不整合于前震旦紀(jì)變

2、質(zhì)巖群和前三迭系白云母花崗巖及石英閃長(zhǎng)巖等之上，煤系地層與上覆梨山組地層即為平行不整合接觸。但漳平組地層可超覆于任何地層的組、段地層之上。1.2地層概況前震旦紀(jì)變質(zhì)巖群其厚度不詳。主要出露于礦區(qū)的西部、東部及北部，為上三迭統(tǒng)焦坑組煤系地層沉積的老基底，巖性主要為千枚巖、變質(zhì)砂巖、云母石英片巖和少量細(xì)晶片麻巖及板巖等組成。特點(diǎn)：青灰綠灰色彩，富含絹云母片及白云母片，具有較強(qiáng)的絲絹光澤，礦物成份具有定向排列等為普遍的特色。變質(zhì)巖群因?qū)掖问艿綐?gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖層不論是裸露于地表或埋藏深處，其褶曲、斷裂及蠕變等均十分劇烈，片理傾角較陡，常呈緊閉揉皺的形態(tài)。上三迭統(tǒng)焦坑組主要出露于礦區(qū)的西部，而東部及北部?jī)H零

3、星出露，屬含煤地層，系山麓堆積相-沖積相的角礫巖、砂礫巖及砂巖，湖泊相的粉砂巖、細(xì)砂巖或透鏡狀砂巖、礫巖和煤層等。地層厚度由南向北（沿走向）逐漸增大，自0372m；自西向東（沿傾向）逐漸變薄，自21860m。以第一標(biāo)志層底部為界，分上、下段。焦坑組下段為主要含煤段，巖性復(fù)雜，巖相變化頻繁，坡度變化較大，中下部以厚層狀砂礫巖為主，夾有透鏡狀砂巖、粉砂巖，并夾凝灰質(zhì)砂巖，火山角礫巖與凝灰質(zhì)泥巖。上部為粉砂巖及較穩(wěn)定的中厚煤層（DE煤層）及A分層。焦坑組上段以湖泊相的粉砂巖為主，夾細(xì)-中粒砂巖和少量透鏡狀含砂礫巖等組成，中厚層狀、層理發(fā)育，含植物化石碎片偶見少量瓣鰓類動(dòng)物化石，本地層分布較普遍，巖性

4、變化不甚明顯，為良好的隔水層。下侏羅統(tǒng)梨山組本組地層分布較普遍，為煤系地層的蓋層。巖性一般縱橫變化不大，以河床相的長(zhǎng)石、石英砂巖為主，間夾石英質(zhì)礫巖和粉砂巖，為礦區(qū)的主要含水層。中侏羅統(tǒng)漳平組本組分布在礦區(qū)的東部和北部，主要巖性為成份復(fù)雜的礫巖或砂礫巖，它可分為上下2段。第四系厚度056m，一般厚度12m。為坡積的內(nèi)含滾石、洪積亞粘土的黃土層（常為耕作區(qū)），河床沖積礫巖層及河漫灘砂土層等，與下伏地層為角度不整合接觸。1.3礦區(qū)概況礦區(qū)斷裂不甚發(fā)育，按斷層性質(zhì)及展布方向大致可分2組：以近于南北向和北東向逆斷層為主。近于東西向斷層為輔。它們主要分布在礦區(qū)的西部和東部邊緣，對(duì)礦體的破壞及影響不大。同

5、時(shí)，巖漿巖活動(dòng)較弱，雖出現(xiàn)燕山期中酸性的淺成巖及噴出巖侵入，但多分布在礦區(qū)的西部?？傊?，礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造隸屬于壓性斷坳聚煤盆地，構(gòu)造復(fù)雜程度中等。褶皺礦區(qū)為向東傾伏的單斜構(gòu)造，走向、傾向均呈現(xiàn)次一級(jí)褶皺。煤系地層產(chǎn)狀變化不大，一般傾向70120°，地表傾角2030°，向深部逐一變緩則多為1025°。在焦坑井田南部即第0103勘探線之間，傾向亦增大到35°，向深部變陡為3045°。斷層據(jù)原最終地質(zhì)報(bào)告的資料，礦區(qū)內(nèi)共計(jì)斷層18條（后證實(shí)為17條）。按諸斷層的性質(zhì)和延伸展布的方向，大致可分為2組：近于南北向及北東向的逆斷層為主，如F1、F4、F6、F8

6、（北端）、F9及F13；正斷層有F2、F16及F20；近于東西向的正斷層為主，如F3、F5、F14和F21，逆斷層有F8（西端）及F10。上述斷層主要分布在礦區(qū)的西部、東部及北部的邊緣，而礦區(qū)內(nèi)部斷層極少。巖漿巖礦區(qū)巖漿巖分布廣泛，種類繁多，侵入時(shí)代主要有早至三疊世的印支期及前印支期中酸性巖，主要有白云母，花崗巖及石英閃長(zhǎng)巖侵入于變質(zhì)巖中，共同構(gòu)造煤系地層的基底。燕山期伴隨煤系地層及蓋導(dǎo)沉積以及燕山晚期有多次中酸性巖漿巖侵入及噴發(fā)，主要有安山凝灰?guī)r（成煤之前），石英斑巖，英安巖，流紋巖等，尤以石英斑巖及英安巖對(duì)煤層有一定的影響。礦區(qū)內(nèi)呈巖床沿?cái)鄬踊蝰耷呦蚯秩?，造成煤層變薄，尖滅?.4水文地

7、質(zhì)概況礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬于基巖裂隙類中等型，含水層以堅(jiān)硬裂隙巖層為主，DE煤層頂板粉砂巖為隔水層，底板為極弱裂隙承壓水的礫巖。煤層大部分位于河流侵蝕面以下，雖然富屯溪、灑溪流經(jīng)礦區(qū)，但河水下滲微弱，所以在自然狀態(tài)下，對(duì)礦區(qū)充水影響不大。礦床充水主要來自于大氣降水。我礦新生含水層具有下滲分流現(xiàn)象，其形式為一倒三角。礦井充水的水源主要是大氣降水，其次是地表水和潛水。主要充水通道是煤層采動(dòng)時(shí)上覆巖層被破壞造成“兩帶”溝通引起的山體基巖和表土裂隙，塌陷區(qū)域，以及采動(dòng)使斷褶構(gòu)造活化而形成的斷褶導(dǎo)水帶。整個(gè)井田礦井水補(bǔ)、逕、排的充水特征可歸納為如下3類充水模式，即：（1）類：大氣降水、地表水、潛水礦區(qū)淺部

8、采動(dòng)裂隙及構(gòu)造裂隙采空區(qū)新生含水層采掘工作面涌出（2）類：大氣降水、地表水、潛水承壓含水層構(gòu)造裂隙采空區(qū)（3）類：承壓含水層覆巖冒落帶、裂隙帶兩帶采掘工作面礦區(qū)氣象礦區(qū)氣象屬亞熱帶潮濕性氣候，歷年平均溫度17.85，最高溫度29.3，最低溫度-7.9；歷年平均降水量為1762.5mm，多集中于46月份，占全年總降水量的50.7%，最多日降雨量達(dá)120.1mm(1972-07-06)。地表水系礦區(qū)地貌系屬起伏不平的中至低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地表水流頗為發(fā)育，主要水系有常年的富屯溪、曬溪及6條常年性、季節(jié)性的山間水溪。富屯溪為礦區(qū)的主要水流，自西北向東南橫貫礦區(qū)中部，為焦坑井田和曬口井田的天然分界線，河床寬

9、50250m，根據(jù)邵武水文站歷年（19631972年；19761980年；19901996年）資料表明：年平均流量108.1m3/s，最大流量6400 m3/s（1967-06-22），最小流量6.3m3/s（1979年10月）。洪水期一般出現(xiàn)在46月份，歷年來，最大洪水發(fā)生在1998-06-22（流量未測(cè)得），礦區(qū)東部新鋪村一帶，洪水位標(biāo)高196.4m，溢出河岸600m遠(yuǎn)；礦區(qū)北部的曬口村一帶，洪水位標(biāo)高189.8m，與曬口大橋橋面相差0.7m，溢出河岸400m遠(yuǎn)，礦辦公大樓一樓被淹，至一樓天花板僅剩0.2m，洪水從二號(hào)井峒口及管子井峒口涌入井下坑道，造成淹井。曬溪為富屯溪的一級(jí)支流，發(fā)源于

10、羅峰山，自北向南流經(jīng)下沙新村、灑溪橋，于曬口村西注入富屯溪，年平均流量28m3/s，最大流量190.61m3/s（1967-06-22），最小流量2.153m3/s（1961-01-15），洪水期一般與富屯溪同時(shí)出現(xiàn)。1998-06-22，出現(xiàn)最高洪水位（流量未測(cè)得），高出灑溪橋面3.53.6m，標(biāo)高為188.3m?？菟竟?jié)最低水位標(biāo)高為179.5m。新鋪溪流量為0.10.05m3/s，其它6條常年性水溪流量約為0.0210 L/s。礦區(qū)含、隔水層礦井含水地層主要分布于富屯溪、曬溪兩岸，礦區(qū)西部山腳一帶的第四系孔隙潛水含水層；地表基巖風(fēng)化裂隙潛水含水層；梨山組下段砂巖裂隙承壓含水層。隔水層主要

11、有焦坑組上段和梨山組上段粉砂巖隔水層。礦區(qū)水文地質(zhì)特征（1）山區(qū)地形，地表排泄條件好；（2）地表水系發(fā)達(dá)，主要水源是河流及降雨；（3）降水豐富、集中在47月，年平均降雨12001300mm/a，降水量17001800mm；（4）巖性單一，以碎屑巖為主，含水性質(zhì)單一，均以裂隙水；（5）基巖直接裸露于大氣或直接與地表水及第四季潛水接觸，大氣降水或河水直接滲入巖層暢通無阻；（6）礦區(qū)內(nèi)中小斷裂發(fā)育，巖層連續(xù)性差。地下水賦存形式根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告和礦井開采資料證明，該礦礦區(qū)內(nèi)地下水的賦存形式有2種：第四系及基巖風(fēng)化帶中的孔隙、裂隙潛水；基巖裂隙或構(gòu)造帶的裂隙承壓水。它們的共同特點(diǎn)是富水性不均勻，含水層中

12、有局部不含水點(diǎn)，隔水層中也有局部含水點(diǎn)。礦區(qū)各個(gè)水層之間的水力聯(lián)系并不十分密切，主要靠斷裂帶溝通。礦井涌水曬口礦礦區(qū)井下坑道的涌水量，根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，其涌水量是隨大氣降水的變化而變化的。由于經(jīng)過歷年的回采，煤層頂板隔水層受到破壞，產(chǎn)生了大量的裂隙，淺部，大氣降水直接滲入坑道，每年47月雨季時(shí)，坑道涌水量就有明顯增大。如曬口井田坑道涌水量由92.59m3/h，增加到254.78m3/h；焦坑井田由145.03m3/h，增加到532.19m3/h。其次構(gòu)造裂隙或小斷層發(fā)育的局部地區(qū)，滴水淋水現(xiàn)象比較嚴(yán)重。歷史上1982年6月中旬在1號(hào)井下山1采區(qū)4片盤南翼里段回采工作面，由于地面連續(xù)下雨，

13、工作面涌水量高達(dá)10-50m3/h，曾造成因排水，工作面停產(chǎn)2個(gè)小班的損失。又如2號(hào)井5片北翼里段工作面，當(dāng)回采工作面采空到一定范圍時(shí)，在采空區(qū)處突然涌水，涌水量每小時(shí)高達(dá)68m3順槽及大巷被涌水沖擊，影響了當(dāng)時(shí)生產(chǎn)。井下涌水量的增大，均與季度有關(guān)，旱季涌水量減少，雨季涌水量增多，是該礦礦區(qū)井下涌水的規(guī)律。2礦井防治水工作的基本對(duì)策通過以上對(duì)地層地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)的分析，不難看出邵武曬口煤礦地表水源充足，斷層裂隙發(fā)育完全，井下水多來源于地表沉降水及裂隙導(dǎo)通水，雨季涌水明顯，是一個(gè)水害隱患較大的礦井。隨著礦井開采的時(shí)間越來越長(zhǎng)（已經(jīng)開采了50a），越來越深，復(fù)采塊段的越來越多，水害隱患也隨之越來

14、越大。根據(jù)“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有掘必探，先探后掘，先治后采”的16字原則，礦井防治水主要要做好嚴(yán)格落實(shí)“防、堵、疏、排、截”5項(xiàng)綜合治理措施和“有組織、有隊(duì)伍、有裝備、有標(biāo)準(zhǔn)、有措施、有考核、有檔案”的“八有”措施落實(shí)礦井防治水工作。2.1防治水機(jī)構(gòu)（1）成立專門的防治水害分析機(jī)構(gòu)，認(rèn)真分析研究跟蹤地質(zhì)構(gòu)造在生產(chǎn)過程中如何導(dǎo)致發(fā)生水害的一些細(xì)致工作，做好預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作，制定出具有指導(dǎo)意義的防范措施。（2）擬定出年度水害防治計(jì)劃、雨季“三防”工作計(jì)劃及實(shí)施方案。每月定期組織防治水成員對(duì)老空區(qū)、廢窯巡查工作，做好專項(xiàng)排查記錄。（3）每旬組織人員對(duì)井下水文觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)1次。定期分析全井可能積水塊段，并做好水害分

15、析結(jié)論報(bào)告。每月至少召開1次防治水專題會(huì)議，提高職工防治水安全意識(shí)。（4）在相應(yīng)的圖紙上標(biāo)出礦井范圍及周邊采空區(qū)、含水層和廢棄巷道等積水情況的位置，開采范圍、開采年限、積水量等相關(guān)數(shù)據(jù)。（5）建立礦井防治水專人負(fù)責(zé)制。2.2防治水措施（1）從嚴(yán)格管理考核入手，明確各專業(yè)、各部門和各級(jí)管理人員在防治水工作中所要遵守的規(guī)定，在資料內(nèi)業(yè)管理、地面和井下防治水、隔離煤柱進(jìn)一步落實(shí)責(zé)任，工作不到位、不及時(shí)實(shí)行重罰制度，年度考核制度，調(diào)動(dòng)防治水工作人員的工作積極性。（2）定期對(duì)井下的工作面及易出水地點(diǎn)進(jìn)行檢查，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水情，排查水害隱患，提出治理措施和完成時(shí)間，落實(shí)責(zé)任人，嚴(yán)格督促整改，對(duì)不按期完成的單位進(jìn)行嚴(yán)厲處罰，對(duì)有功者實(shí)行重獎(jiǎng)。（3）定期檢查分析，及時(shí)掌握威脅狀部，采取有效措施，防治水患。（4）加強(qiáng)采空區(qū)積水地段管理，積極實(shí)行有掘必探，先探后掘工作方針，防止透水事故的發(fā)生。（5）定期做好雨季“三防”工作。定期組織人員對(duì)硐口排洪溝，防水設(shè)備設(shè)施的檢查，及時(shí)排查隱患，嚴(yán)格督促整改落實(shí)，備足防洪物質(zhì)，開展防洪演習(xí)，提高事故應(yīng)急能力，確保井下、地面安全。（6）繼續(xù)加大職工轉(zhuǎn)招，穩(wěn)定采掘隊(duì)伍，加強(qiáng)職工防治水安全技術(shù)培訓(xùn)及技能培訓(xùn)，并考試，不合格者執(zhí)行工資降級(jí)制度。強(qiáng)化職工從“要我安全”至“我要安全”和“我懂安全”的轉(zhuǎn)變。（7）引進(jìn)高等院校相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生，補(bǔ)充