鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦水害危險程度評價研究
一、 武安礦區(qū)內礦井主要水害類型
1.地表水。由于部分煤礦的煤層埋藏較淺，煤層開采后形成的頂板冒落帶和導水裂隙帶往往成了導通地表水的通道，尤其在地表水體、季節(jié)性河流的河床、河漫灘及沖溝附近，受地表水的威脅較大。
根據(jù)礦井開采過程中對地表破壞的程度和受地表水的影響程度，本評價將礦井受地表水的影響程度分為三類：
（1） 危險性較小，指大氣降水可能通過導水裂隙帶與礦井發(fā)生水力聯(lián)系。
（2） 危險性較大，指在地表水體、河床、河漫灘下開采并可能通過導水裂隙帶與礦井發(fā)生水力聯(lián)系。
（3） 危險性大，指井口低于最高洪水位。
2.采空區(qū)積水。采空區(qū)積水雖然動儲量不大，但其巨大的靜儲量和突水時的瞬時水量，透水時往往是災難性的，其危害性還在于它這們是極不規(guī)律的。
本評價將采空區(qū)控制程度分為類三類：
（1） 已控制，指經采掘工程控制。
（2） 基本控制，指采掘工程僅控制大體范圍。
（3） 未控制，指沒有采掘工程控制。
3.斷層水。斷層是薄弱的地質體，它往往成為地下水進入礦井的通道，尤其是落差較大的斷層直接使煤層與含水層對接。當含水層的水量較大時，突水將對礦井造成巨大的損害。尤其是控制程度較低的斷層，由于其位置和落差不清將使我們采用的防治水技術失敗。
（1） 構造復雜程度：
①簡單型，指礦井（含邊界）沒有落差較大的斷層。
②中等型，指僅在礦井邊界有落差較大的斷層。
③復雜型，指在礦井中部有落差較大的斷層。
（2）控制程度：
① 已控制，指經礦井采掘工程已探明斷層的產狀。
② 基本控制，指雖然沒有經采掘工程控制，但構造發(fā)育程度基本沒有較大的出入。
③ 控制程度較差，指構造是推測的。
4.含水層承壓水。
（1）煤層直接或間接頂?shù)装搴畬铀?。以于開采煤層附近的含水層，在采掘過程中將被疏干或保持一定的動儲量，它是礦井正常涌水的主要成分。
（2）煤層間接底板強含水層水。由于煤層存在底板強含水層時，疏放開采是不可能的，只有進行帶壓開采。
5.封閉不良鉆孔透水。
6.陷落柱突水。本區(qū)內采掘過程中未發(fā)現(xiàn)有陷落柱。雖然鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦水害類型與國有大礦基本一致，但由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦一般范圍較少，開采深度較淺，生產能力較低，礦井涌水量和排水能力較少，勘探程度較低，技術力量較薄弱的因素，決定了它們受地表水和空區(qū)水威脅程度較國有重點煤礦更加明顯。此外，下組煤開采的危險程度更大。
二、 武安礦區(qū)內煤層富水帶的劃分及礦井涌水量評價標準
1.礦區(qū)內煤層富水帶的劃分。通過探測將礦區(qū)內煤層的富水性分為三個帶：一是富水性較差帶，二是中等帶，三是較強帶。三個帶的采掘一般涌水量預計考慮了如下因素：一是煤層具強含水層奧灰的遠近，二是該礦煤層所處的水文單元，三是各礦開采不同煤層時頂?shù)装寮懊簩油ǔ０l(fā)生的出水情況。本礦區(qū)以邯（鄲）武（安）路為界分為南單元和北單元，南單元為富水性較強單元，北單元為富水性較差單元。結合鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦通常發(fā)生的采掘涌水量，對不同煤層“三帶”的一般涌水量劃分標準如表1。
表1 可采煤層“三帶”涌水量劃分標準表 單位: m3/h
水文單元
上、下組煤
較差帶
中等帶
較強帶
備注
南單元
上組煤（1#、2#、4#、6#）
0~20
21~40
41~60
東西以邯武公路為界分為水文南單元和北單元
下組煤（7#、8#、9#）
0~30
31~60
61~90
[1] [2] 下一頁
td="13436">北單元
上組煤（1#、2#、4#、6#）
0~15
16~30
31~50
下組煤（7#、8#、9#）
0~20
21~40
41~60
2.礦井涌水量評價標準。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的開采范圍和開采能力遠小于國有大礦，其開采范圍僅相當于國有礦山的一個采區(qū)甚至不足一個工作面，因此不能采用《礦井水文地質規(guī)程》中規(guī)定的煤礦水文地質類型的標準?？紤]到其年產量多為6萬噸、礦井排水多使用2寸泵和3寸泵，少數(shù)為4寸泵和6寸泵，故規(guī)定分類標準為：
Ⅰ類礦井為礦井涌水量無或微量
Ⅱ類礦井最大涌水量為<18m3/h
Ⅲ類礦井最大涌水量為18～<60m3/h
Ⅳ類礦井最大涌水量為60～<300m3/h
Ⅴ類礦井最大涌水量為>300m3/h
3.下組煤帶壓開采突水系數(shù)計算方法和標準。
（1）計算方法。使用《礦井水文地質規(guī)程》附錄5的計算公式：
TS=P/M-GP
式中：TS——突水系數(shù)（Mpa/cm2·m）;
P——隔水層承受的水壓（Mpa/cm2）;
M——底板隔水層厚度（m）；
GP——采礦對底板隔水層的擾動破壞厚度（m），選用10m。
（2）分類標準?！兜V井水文地質規(guī)程》中，規(guī)定峰峰礦區(qū)的突水系數(shù)經驗值為0.066Mpa/cm2·m。由于下組煤開采受含水極豐富的奧灰系灰?guī)r水威脅，考慮到鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的技術管理水平，控制標準應嚴格，將突水系數(shù)值適當減小，以增加安全保障。
三、 鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦水害危險程度分類
根據(jù)礦井水文地質和煤層的富水性情況，以及礦井的實際防排水能力，將鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦水害危險程度分為以下五類：
Ⅰ類礦井：在當?shù)厍治g基準面以上或在含水層水位以上開采，沒有大的地質構造，礦井涌水量無或微量。此類礦井基本沒有水患威脅。
Ⅱ類礦井：井口標高和開采的頂板導水裂隙帶位于該地區(qū)最高洪水位以上，地表水的危險性較小；礦井沒有空區(qū)積水或開采水平以上沒有空區(qū)積水，空區(qū)位置控制程度較高，沒有空區(qū)積水危險；構造發(fā)育程度簡單（即井田內沒有落差較大的斷層）或中等（僅在邊界有斷層），斷層的位置和落差控制程度較高，即已控制，沒有斷層突水的危險；含水層以靜儲量為主并基本被疏干，礦井的最大涌水量<18m3/h。該類礦井的水害危險程度較小。
Ⅲ類礦井：雖然井口位于該地區(qū)最高洪水位以下，但是已采取了加高和防護措施；空區(qū)（含巷道）積水位置基本控制，空區(qū)水突水危險較小，需要局部探放；構造發(fā)育程度中等或復雜，斷層的位置和落差基本控制，斷層突水的危險較??；含水層的動儲量較小，礦井的最大涌水量在18～<60m3/h。該類礦井屬于水害威脅中等的礦井。只要我們按規(guī)程進行礦井防治水工作是可以保證礦井生產安全的。
Ⅳ類礦井：礦井位于地表水體、河床，河漫灘等下部開采，地表水的危險性大，沒有采取可靠的防治水措施；空區(qū)積水（含巷道）位置不清，空區(qū)積水的危險性較大，需要在采掘過程中進行探放或防治；構造復雜，落差較大的斷層基本控制，斷層突水的危險性較大；有較強的富水帶，礦井的最大涌水量在60～<300m3/h；在奧灰系灰?guī)r水位以下開采下組煤，其突水系數(shù)小于0.02Mpa/cm2，但是仍然存在底板突水的危險。該類礦井屬于水害危險程度較大的礦井，必須有專門的防治水技術人員、防治水安全員和有資質的設計部門作的防治水設計。
Ⅴ類礦井：地表水的危險性較大，沒有采取正確的防治水措施；空區(qū)積水（含巷道）位置不清，空區(qū)突水的危險性較大，需在采掘過程中進行探入或防治；構造復雜，有落差較大（指可能導通下盤含水層的斷層）的斷層或導水斷層，斷層突水的危險性較大；有較高的富水帶，礦井的最大涌水量>3003/h；開采下組煤的突水系數(shù)>0.02Mpa/cm2·m～≤0.04Mpa/cm2·m。這類礦井屬于水害危險程度極大的礦井，必須有專門的防治水技術人員、防治水安全員有資質的設計部門作的防治水設計。
四、 評價對鄉(xiāng)外埠煤礦管理產生的作用
1.由于《礦井水文地質規(guī)程》、《水文地質勘探規(guī)程》等是針對國有煤礦的實際情況制定的，對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦來說，有些標準不適用。因此，本研究根據(jù)武安市鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的特點制定了水害危險程度分類標準。突出了地表水潰入井下危險性、空區(qū)積水的控制程度和危害性、下組煤開采突水系數(shù)及礦井防治水技術管理水平，考慮了斷層控制和復雜程度及突水危險性，含水層的富水性與礦井排水能力的關系等因素。將礦井分為五類。這樣，便于對礦井進行分類指導并監(jiān)督礦井落實安全技術措施，從而達到保證礦井安全的目的。
2.武安市范圍內的117個鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，我們依據(jù)本研究成果，結合每個礦的特點制定了《武安市鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦水害治理意見》，由于該《意見》對各礦井分別提出了有針對性的治理措施，因此，煤礦企業(yè)易于接受，防治水措施得到較好的貫徹和實行。
通過兩年多的實踐，武安市范圍內的鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦在防治水方面取得了較好的成績，未發(fā)生任何水害事故，為鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的安全生產工作做出了貢獻。
《煤炭企業(yè)管理》 （秦福彬）
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