新疆焦煤（集团）有限责任公司 830025
摘要:煤矿开采多为地下作业，在井巷开拓和煤层的回采过程中，不可避免地要接近、揭露或波及破坏某些含水层。只要这些工程的作业场所处于含水层的水位以下，水体就会因失去原有的平衡，在重力作用下，以各种形式向井巷或采场涌出。这既可以是一般性的滴淋水，也可以是突破性的大量涌出，形成水害。这主要决定于作业场所所处的地质构造部位，含水层的富水性、可能的补给水量和水压，以及工程对各含水层的揭露、贯穿或波及破坏程序。因此，煤矿生产建设的整个过程，都存在着与地下水的斗争，矿井的生存与发展，都与这一斗争息息相关。水害是煤矿的五大自然灾害之一。水害的严重程序，受多方面因素影响，如矿井水文地质条件，矿井开拓、开采对地下水源平衡条件的破坏等。新中国建立60年来，随着煤炭工业的迅猛发展，我国煤矿的防治水工作也在不断地探索前进。在学习和引进国外有关技术的同时，根据自身的条件和特点进行了研究和试验，已初步形成一套有中国特色的矿井防治水理论、对策、方法、手段和有关的管理制度。认真总结这些宝贵的经验教训，必将对我国煤炭工业的进一步发展起到重要的作用。
关键词:矿井防水 顶底板裂 防水
1. 矿区地质概况
涌水量在短期内突然成倍剧增的现象称为突水。通常按突水时涌水的主要水源，将突水划分为断层、地表、底板、陷落柱和采空区积水等五类。我国为底板突水事故多发性的国家。据统计，底板突水事故约占我国各类突水事故总次数的1/4，并且这类突水往往造成重大的灾害性损失。
底板突水又常按其突水的峰值流量、动态表现形式等进行分类。按突水的峰值流量可将突水事故分为特大型、大型、中型和小型突水，其峰值流量分别为大于50m3/min，20-49m3/min，5-19m3/min和小于5m3/min。据统计，我国发生的突水淹井事故约有85%以上的事故源于大型和特大型突水事故。峰值流量的大小反映了水源的富水程度、水压高低和突水通道的畅通程度。一般，直接由奥灰或由奥灰补给的含水层所形成的底板突水具备有富水和水压高的特点，大多为大型或特大型突水。因此，底板突水对矿井安全生产的威胁很大，常需特殊加以重视。
按底板突水的地点可分为掘进巷道突水和采煤工作面突水两类。前者的突水地点发生在开掘于煤层中的准备巷道，后者则发生在采煤工作面附近且多系因受到采动影响而发生底板突水。统计资料表明：这两类突水方式的突水次数约各占一半左右。应当指出：这两类突水的机理有所差别，由于防止发生采煤工作面突水所需的隔水层厚度更大，并且这类突水事故大多为大型或特大型突水事故，它们对安全生产的威胁也更大。所以一般应特别重视防治采煤工作面底板突水。
按照底板突水的动态表现形式又可分为爆发型、缓冲型和滞后型三类。爆发型突水多直接发生于采掘工作地点附近，并且一旦发生突水，其突水量在瞬间即达到峰值流量，然后，突水量逐渐减少和趋于稳定。这种突水的来势很猛，水中常夹有岩块碎屑，有很强的冲击力，危害最大。缓冲型突水也多发生在采掘工作地点附近，其突水量则经历由小到大逐渐增长的过程，往往要在突水后数小时、数日甚至数月才增长到最大流量，所以其突水的来势较缓，冲击力也较弱。滞后型突水一般是在采掘工作面推进了相当距离以后才在巷道或采空区中发生突水，其滞后发生突水时间可长达数日、数月甚至数年，突水量的增长也可急可缓。突水动态表现形式的差别反映了隔水层破坏方式的不同。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆隔水岩层（岩柱）因其拉、剪应力超限而突然破坏时大多形成爆发型突水；而缓冲型突水则往往是隔水层因渗流速度超限而逐渐破坏了隔水能力所形成的，至于滞后型突水则又往往与矿压的叠加影响有着密切的联系。不同的动态表现形式反映了不同的突水原因，需分别针对问题所在，采用不同的防治措施
2. 矿井突水因素分析
（一）、矿井充水因素及相互联系
1、 第四系含水层
据历年矿井观测资料表明,大气降水、地表水、第四系中上部含水层水与矿井充水没有关系。第四系底部含水层直接覆盖在基岩面上，在基岩露头处与基岩各含水层产生水力联系，在浅部由于破坏或采动影响产生导水裂隙，底含也与基岩含水层发生水力联系，间接对矿井充水，成为间接充水含水层。当在浅部开采时，底含水可通过导水裂隙带直接对矿井充水。另外，井下施工的底含放水观测孔也使底含直接对矿井充水。
2、上侏罗统底部砾岩含水层
该含水层厚度较大，溶洞裂隙发育，富水性强，但距山西组可采煤层较远，对开采山西组煤层无影响。
3、下石盒子组底部分界砂岩含水层
该含水层一般厚度9.53m，富含裂隙水，孔庄矿二水平集中下山揭露时涌水量15mm3/h，一部皮带下山揭露时涌水量20m3/h，现在仍在出水。该含水层距7层煤平均72.21m，煤层开采后产生的导水裂隙带一般不会波及到该层，但在间距较小的地方，综放开采时该含水层的水也可通过导水裂隙带渗入矿井。在回采7352工作面时，遇到封闭不良钻孔（K35孔），导通该含水层出水，出水量最大160m3/h，目前仍有15m3/h。
4、7煤顶板砂岩裂隙含水层
7煤顶板砂岩裂隙含水层裂隙发育较差且不均一，整体富水性较弱，深部比浅部富水性更差，以静储量为主，工作面回采后涌水量一般不大，一水平首采工作面回采后最大可达15m3/h。该含水层直接覆盖在开采煤层上，对正常生产有时有影响。由于该含水层富水性较弱，一般对安全生产不构成威胁。
5、四灰含水层
四灰上距8层煤底板平均50.57m，一般对煤层开采没有威胁。但因构造影响使得四灰与煤层或煤层顶板砂岩含水层对接时，四灰直接威胁煤层开采。四灰水成为直接或间接矿井充水水源。如7176工作面104顺槽因F6-2断层影响与四灰对接，回采104顺槽时发生四灰涌水，最大涌水量45m3/h，持续3个月。巷道揭露四灰时，使四灰水直接对矿井充水。
6、奥陶系灰岩含水层
奥陶系灰岩含水层为区域性强含水层，距开采山西组7、8煤层较远，对矿井开采山西组煤层一般无影响。但在构造影响下，使得奥灰与开采煤层对接或接近时，对矿井开采具有严重威胁。如Ⅰ5西采区由于F6-6断层影响，使得7、8煤层距奥灰较近，开采Ⅰ5西采区时将受到奥灰水威胁。邻矿三河尖煤矿开采太原组21号煤层时发生奥灰突水，最大水量2120m3/h，说明奥灰威胁太原组煤层的安全开采。
多年生产实践表明，井下揭露的中小断层，落差小，富水性弱，却是良好充水通道，回采、掘进时常因断层导通含水层，使得巷道、工作面出水。据勘探资料分析，勘探所见大断层导水性普遍不良，但受多年采掘活动影响，断层在局部地段也具有了导水性，成为矿井的充水通道。
（二）矿井突水及对生产的影响
自建矿以来，孔庄煤矿始终坚持“有疑必探，先探后掘（采）”的防治水原则，至今没有发生过大的水害事故，但在巷道掘进和工作面回采时，也会遇到顶、底板涌水，揭露老塘、老峒、断层出水，都对生产造成了影响。
3. 突水原因综合分析
矿井自投产以来，突水地点主要发生在巷道和工作面，水害类型主要为煤层顶板水、含水层水、断层水、钻孔水和老塘老峒水。
煤层顶板突水主要发生在回采工作面，其原因是采后冒落产生的导水裂隙带导通上部含水层，使回采段顶板淋水（如8151工作面、7192工作面、7109工作面）或者是沟通上部采空区，造成回采面老塘涌水较大（如7251工作面涌水达12m3/h）。
上述水害存在形式不仅仅是单独存在，而且是互相连带、互相转化、共同存在，回采冒落带可引起断层导水，导水裂隙带、断裂构造带沟通老塘水、钻孔水等等。因此，防治水应多角度、多方位开展。今后随着水采工作面的减少，旱采工作面的增加，以及实行小煤柱开采，老塘水的防治工作将变得非常重要。要加强老塘积水区的调查分析，加强水文地质预测预报工作。
参考文献
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论文作者:牛汉清
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/30
标签：含水层论文; 工作面论文; 煤层论文; 矿井论文; 底板论文; 裂隙论文; 水量论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;