煤礦水害是礦井五大災害之一，往往造成突水淹井或淹沒整個工作面的惡性事故。根據(jù)礦井水的來源可分為地下水害、地表水害和老窯積水水害。防治水是防止礦井水害事故發(fā)生，減小礦井正常涌水，降低煤炭生產(chǎn)成本，在保證礦井建設和生產(chǎn)的安全前提下使國家的煤炭資源得到充分合理的回收。為防止水害事故給礦井的正常安全生產(chǎn)造成影響，特制定礦井防治水綜合安全技術(shù)措施。
??????? 一、水文地質(zhì)情況
??????? 我公司礦區(qū)位于沁水盆地南緣低山丘陵區(qū)，水文地質(zhì)單元屬延河泉域中北部。根據(jù)含水層巖性和地下水賦存特征，本區(qū)地下水類型可劃分為松散巖類孔隙水、碎屑鹽類裂隙水、碎屑夾碳酸巖類巖溶裂隙水、和碳酸鹽巖類巖溶水四種。
??????? 1、礦區(qū)水文地質(zhì)條件
??????? 礦區(qū)松散巖孔隙水含水巖組主要賦存于第四系上更新統(tǒng)地層，含水巖組一般厚為0-10米，富水性差，為透水而不含水層；碎屑巖類裂隙水、碎屑巖夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶水，富水性弱；碳酸鹽巖巖溶水在本區(qū)埋深較深，據(jù)山西煤田地質(zhì)勘探144隊，1996年提交的本礦地質(zhì)報告，區(qū)域水位標高為450-560米，高于本礦現(xiàn)開采3#煤層底板標高79-122米，3#煤為帶壓開采，但奧陶系灰?guī)r頂界至3#煤層間距為120余米，可起一定的隔水作用，構(gòu)成3#煤底板突水危險性小，但該含水層富水性強，具不均勻性，開采過程中，若遇斷層，在斷裂連通導水的情況下，不排除有突水的可能，因此在開采過程中應堅持“預測預報、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原則。本區(qū)與煤層開采有關(guān)的地下水類型主要有二疊系、石炭系碎屑及碳酸鹽類巖溶水。
??????? 1）?主要含水層
??????? ①石炭系、二疊系巖裂隙含水層
??????? 含水層主要為山西組K7砂巖和下石盒子組底部的K8砂巖。
??????? K7砂巖為山西組與太原組的分界標志層，巖性以中細、中粗粒砂巖為主，局部為粉砂巖，具有近似垂直于層面的裂隙帶。據(jù)鄰區(qū)抽水試驗，單位涌水量為0.0004-0.003L/s·m，水位標高567.12米，為弱富水含水層。
??????? K8砂巖是山西組與下石盒子組分界標志層，巖性以中細粒巖為主，局部
??????? 地段為粗砂巖，裂隙較發(fā)育。
??????? ②奧陶系巖溶水含水層
??????? 含水層主要有上、下馬家溝組灰?guī)r和峰峰組灰?guī)r組成，上、下馬家溝
??????? 組灰?guī)r溶發(fā)育，局部可見1-2米的溶洞，富水性強，單井最大涌水量為1900m3/d，介由于巖溶發(fā)育不均一，富水性也不均勻；峰峰組在覆蓋層薄的地段內(nèi)，巖溶發(fā)育極普遍，多為透水層，隨埋深增加巖溶發(fā)育減弱。據(jù)鄰區(qū)鉆孔抽水試驗，單井涌水量為0.0015-41.85 L/s·m，富水性不均勻，區(qū)域水位標高在450-560米間，成為礦區(qū)下伏的主要充水含水層。
??????? 2）?主要隔水層
??????? ①石炭系上統(tǒng)及下疊系隔水層
??????? 主要由具有可塑性的泥巖、砂質(zhì)泥巖級成，各層砂巖間及灰?guī)r間均有
??????? 泥巖分布，一般厚度2至數(shù)米不等，可起到良好的層間隔水作用。
??????? ②石炭系中統(tǒng)本溪組隔水層
??????? 該層巖性以鋁士質(zhì)泥頁巖為主，一般為10米左右，裂隙不發(fā)育，透水
??????? 性差，為煤系地層較好的區(qū)域隔水底板，隔斷了與下伏巖溶水的水力聯(lián)系。
??????? 2、礦坑充水因素：
????????? 可能進入礦坑的水源有：大氣降水、地表水、地下水和采空積水等。
??????? ①大氣降水對礦坑充水的影響
??????? 大氣降水入滲量具有明顯的季節(jié)性、多年同期性的變化規(guī)律，且隨著
??????? 降水量的改變而改變，降水入滲對地形低洼淺埋礦床的充水影響最明顯，但隨開采深度的增加，影響逐漸降低，且涌水高峰值出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。
??????? ②地表水對礦床充水的影響
??????? 由于礦區(qū)內(nèi)無大的河流，平時溝谷干涸無水，但存在季節(jié)性河流，一
??????? 般洪水來猛去速，持續(xù)時間短，凡井口不在歷年洪水位置內(nèi)，就不會發(fā)生洪水涌入坑內(nèi)事故，對礦床充水影響小。
??????? ③地下水對礦床充水的影響
??????? 本礦現(xiàn)開采3#煤，煤層賦存于石炭系山西組地層中，其直接充水含水
??????? 層以頂板砂巖充水為主，其次為開采過程中產(chǎn)生的塌陷裂隙帶，在局部地段接受下石盒子組底界K8砂巖充水補給，該層砂巖富水性弱，滲透系數(shù)K=0.032m/d。另據(jù)本礦地質(zhì)報告，該地區(qū)區(qū)域巖溶水水位標高在450-560米，而本礦3#煤底板標高為328-481米，低于突、灰水水位標高79-122米，由于奧陶系灰?guī)r頂界至3#煤層間距為120余米，可起一定的隔水作用，對3#煤開采影響較小，但在今后的采煤中，若遇斷層，在斷裂連通導水的情況下，可形成間接充水含水層，對礦山開采影響大。
??????? ④老窯、采空區(qū)積水
??????? 本區(qū)采煤歷史較久，礦區(qū)內(nèi)及周邊有老窯及采空區(qū)分布，采空內(nèi)或有
??????? 積水，對采礦構(gòu)成直接威脅，為礦區(qū)突水的隱患區(qū)，其危害性極大，所以在煤礦開采過程中，一定要加強探放水工作。
??????? 3、礦區(qū)水環(huán)境
??????? 1）?原生水環(huán)境
??????? 礦區(qū)內(nèi)無地表水體，松散巖類孔隙水水量貧乏，碎屑巖夾碳酸鹽巖類
??????? 裂隙巖溶水富水性弱。已不能滿足當?shù)赜眯枨蟆?br />
??????? 2）?含水層疏干、地下水位下降
??????? 礦區(qū)煤層之上含水層受煤礦礦坑排水及煤層開采后頂板冒落、裂縫下沉、松弛擾動影響，含水層結(jié)構(gòu)遭到破壞，呈半疏干-疏干狀態(tài)。
??????? 煤層下伏巖溶水，水位也呈逐漸下降趨勢。
??????? 3）?水資源污染
??????? 礦區(qū)廢水一般用作井下防塵，對地表水以及淺層地下水不造成污染。
???????????? 4、礦坑涌水量
??????? 據(jù)地質(zhì)報告，礦井目前正常涌水量為35m3/d，最大50m3/d。
??????? 二、礦井水害水源分析
??????? 1、地下水
??????? 地下水是指賦存于地表以下巖層空隙中的重力水，巖層的空隙是地下水存在的先決條件，也是地下水儲存和運動的場所。地下的巖層分為隔水層和含水層，由于隔水層和含水層的存在并具備一定的隔水界面與之相組合時，就會形成儲水構(gòu)造。該種模式?jīng)Q定了含水層中的地下水承受靜水壓力，稱之為承壓水。
??????? 地下水根據(jù)含水巖空隙性質(zhì)不同可以分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。大氣降水是地下水的主要補給來源。
??????? 2、地表水
??????? 地表水體包括河流、湖泊、池沼和水庫等，大氣降水也是地表水的水源。其水源可能通過井口、采后冒裂帶、巖溶塌陷坑、斷層帶及封閉不良、鉆孔充水或?qū)M入礦井。
??????? 3、老窯積水
??????? 古代的小煤窯和近代煤礦的采空區(qū)及廢棄巷道由于長期停止排水而保存的地下水，稱為老窯積水。尤其是年代久遠缺乏足夠資料的這種老窯積水，是煤礦生產(chǎn)建設中最危險的水患之一。
??????? 三、礦井水害監(jiān)測
??????? 1、地下水
??????? 地下水的觀測內(nèi)容包括礦井、煤層、采掘面的涌水量觀測及各類水文地質(zhì)鉆孔、地質(zhì)孔的水量、水壓、水質(zhì)、水溫的動態(tài)觀測。井下突、涌、淋、滴、滲水點的觀測內(nèi)容包括：出水時間；出水地點；出水層、厚度、巖性，喀斯特裂隙發(fā)育情況，出水形式、出水點頂?shù)装鍑鷰r壓力的顯現(xiàn)變化情況；出水點水的顏色、溫度、透明度、口感、氣味等物理性質(zhì)，并取樣進行水質(zhì)分析；周圍出水點和觀測孔的水量、水壓變化情況等。
??????? 2、地表水
??????? 收集當?shù)氐臍庀筚Y料，掌握降水量、蒸發(fā)量、氣溫、濕度等數(shù)據(jù)。調(diào)查礦區(qū)內(nèi)的湖泊、池塘、水庫、塌陷積水區(qū)的水位、水量、庫容等數(shù)據(jù)。礦區(qū)范圍內(nèi)有河流通過時，應在河流出入礦區(qū)地段，含水層露頭過河地段，斷層過河地段、河下采煤處，支流入口處、地表塌陷處，溶洞發(fā)育地段，以及嚴重滲漏地段的上下方設立水文觀測站，定期觀測水位、流量。觀測時間一般為每月一次，雨季或暴雨后根據(jù)需要增加觀測次數(shù)。
??????? 3、老窯積水
??????? 對周邊煤礦進行調(diào)查，收集其井口坐標、標高、井深，了解現(xiàn)開采的范圍、充水特征、出水量、老空充水區(qū)、充水巷道的位置。調(diào)查了解因周邊煤礦開采而引起危害礦井的可能的充水因素等。周邊煤礦開采結(jié)束后，要收集報廢井筒的封閉日期、封填材料及深度等資料。
??????? 對小煤礦、老窯、老空積水區(qū)的觀測，必須安排兩人，嚴禁單人進行觀測。
??????? 四、礦井突水預兆及突水量估算
??????? 1、一般預兆
??????? 1）煤層變潮濕、松軟；煤幫出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，且淋水由小變大；有時煤幫出現(xiàn)鐵銹色水跡；
??????? 2）工作面氣溫降低，或出現(xiàn)霧氣或硫化氫氣味；
??????? 3）有時可聽到水的“嘶嘶”聲；
??????? 4）礦壓增大，發(fā)生片幫、冒頂及底臌。
??????? 2、工作面底板灰?guī)r含水層突水預兆
??????? 1）工作面壓力增大，底板臌起，底臌量有時可達500mm以上；
??????? 2）工作面底板產(chǎn)生裂隙，并逐漸增大；
??????? 3）沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當?shù)装鍧B水量大到一定程度時，煤幫滲水可能停止，此時水色時清時濁，底板活動時水變渾濁、底板穩(wěn)定時水色變清；
??????? 4）底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并伴有“嘶嘶”聲或刺耳水聲；
??????? 5）底板發(fā)生“底爆”，伴有巨響，地下水大量涌出，水色呈乳白色或黃色。
??????? 3、松散孔隙含水層水突水預兆
??????? 1）突水部位發(fā)潮、滴水、且滴水現(xiàn)象逐漸增大，仔細觀察可以發(fā)現(xiàn)水中含有少量細砂；
??????? 2）發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時清時混，總的趨勢是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出；
??????? 3）頂板發(fā)生潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響到地表，致使地表出現(xiàn)塌陷坑。
??????? 突水發(fā)生后，水量的估算是一項必不可少的重要工作。常用的方法有：浮標法、水泵標定法和容積法。
??????? 五、水害防治安全技術(shù)措施
??????? 1、地下水防治
??????? 防治地下水害，要從整體上查明礦井水文地質(zhì)條件，采取疏水降壓或截源堵水等措施進行處理。
??????? 礦井疏水過程可分為疏水勘探、試驗疏水和經(jīng)常疏水。疏水方式包括三種：地表式是從地表進行疏干；地下式是在地下進行疏干；聯(lián)合式是同時采用上述兩種方式或多井同時疏干。
??????? 1）地表疏干
??????? 地表疏干主要用在預先疏干階段，是在地表鉆孔中用潛水泵預先疏降充水含水層的水位或水壓的疏干方式。
??????? 2）地下疏干
??????? 地下疏干主要應用在并行疏干階段，通常采用巷道疏干和井下鉆孔疏干的方法。
??????? 3）聯(lián)合疏干
??????? 聯(lián)合疏干常應用于礦井水文地質(zhì)條件比較復雜的礦井。
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