靳宣朋①JINXuan-peng；郑斌①ZHENGBin；冀长海②JIChang-hai
（①枣庄市煤矿安全监察执法支队，枣庄277800；②山东弘泰福源矿业有限公司，枣庄277415）
（①ZaozhuangCoalMineSafetySupervisionofLawEnforcementDetachment，Zaozhuang277800，China；
②ShandongHongtaifuyuanMiningGroupCo.，Ltd.，Zaozhuang277415，China）
摘要：文章以山东弘泰福源矿业公司防治水分析论证报告为例，对本矿井目前生产情况以及下一步生产布局进行分析探索，并为开拓大、小槽煤提出相应防治措施以及建议。
Abstract:TakingShandongHongtaifuyuanMiningGroupCo.,Ltd.asanexample,thispaperanalyzesthepresentsituationofcoalmineproductionandthenextproductionlayout,andputsforwardthecorrespondingpreventionmeasuresandsuggestionsforthedevelopmentoflargecoalseamandsmallcoalseam.
关键词：矿井；出水；水害；治理措施
Keywords:mine；drainage；waterhazard；controlmeasures
中图分类号：TD742文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）14-0314-02
1矿井概况
山东弘泰福源矿业有限公司位于山东省南部枣庄市台儿庄区涧头镇境内，韩台煤田东部，井田面积为5.5249km2。设计生产能力30万吨/年，批准开采标+10m～-320m，煤层赋存较稳定，可采煤层为2、3、9、12、14、16共6层煤，矿井地质构造中等复杂，水文地质类型中等。目前矿已形成供电、排水、通风、提升运输、压风等生产系统。
22煤皮带探煤巷出水情况分析
2.1出水经过及治理情况
2.1.1出水经过2012年10月29日18:00时，皮带探煤巷掘进至134m，从变坡点至迎头84.5m，FX5断层前5m处，放炮后，在迎头后1m左帮下部出水，水色发浑，含粘土，无异味，出水量8m3/h左右。2012年11月10日12:30时，水量突然增大，次日3：20时涌水量增加到160m3/h，皮带探煤巷被淹没。通过在-120车场观测水情，涌水量变化不大。19日15:00时，涌水量为180m3/h，水量呈上升趋势，20日7：00时，涌水量增加到360m3/h。7：00时以后涌水量呈缓上升阶段，12月1日11：00时涌水量最大，达到570m3/h。目前稳定在500m3/h左右。
2.1.2出水治理情况出水后，采取了地面打钻注浆、井下砌筑挡水墙及井下排水系统扩排等一系列治理措施，有效地解决了水患威胁，确保了矿井的安全。①当时矿井中央泵房的排水能力为820m3/h，能及时排出突水，出水对巷道破坏程度较小，水害达到Ⅳ级，立即启动了Ⅳ级应急预案。②加强水情观测，每隔2个小时向调度汇报一次涌水量，地测专业人员每天对观测的涌水量进行对比分析。③对后红庙村的压水井、出水地点对应的地表200m范围、矿井工业广场内的水源井、新宏矿塌陷坑、伊家河、运河、季节性沟渠、J-6、P-7和副井检查孔等地点观测水位变化情况，每天观察两次。④除测水人员、泵房司机、机电维修人员和井下信号工，其他人员不准下井。⑤-120中央泵房的泵房司机做好每班开泵记录，并向调度汇报。⑥在南翼轨道大巷南段距离起坡点以北10m、变电所通道三岔门以南、泵房通道三岔门以北施工三道挡水堰，对矿井涌水起到阻挡缓冲和沉淀淤泥杂物的作用，减少泵房排水压力。⑦地测人员对水质进行化验、对比、分析，分析查找水源及通道，制定综合治理措施。⑧在皮带探煤巷迎头退后7米对应的地面打钻，进行注浆堵水，在上平巷筑建防御性挡水墙，采用静水注浆方法进行充填封堵巷道。累计投放骨料（石子）223.234m3（地瓜石21.054m3，大石子160.38m3，小石子41.8m3）。现水闸门已全部关闭，效果很好。⑨在调度室建立视频探头，密切监视挡水墙水情变化。⑩把副井Φ159型号的压风管路改换Φ355型号排水管路，增加了矿井排水能力，排水能力最大达1800m3/h。（水泵4台MD500-57×3型矿用耐磨离心泵，排水管路?准245×7mm两趟，?准355×8mm一趟。）{11}副井信号工把提升宽罐停在井底，罐笼南北门全部打开，紧急情况下便于井下人员及时升井。{12}在矿井北部区域准备补打6个钻孔，更好的掌握煤层赋存情况和水文地质情况，为今后的小槽煤开拓布置提供可信更加详细的地质资料。
2.2导水、水流通道分析本区地质构造比较复杂，主要揭露的断层有FX3、FX4、FX5。受断层影响，局部地层发生反倾，岩层较破碎。
此次突水是在迎头后1m左下部出水，迎头巷道岩性是泥岩，出水处裂隙发育，裂隙内充填碎石及黄土，在退回5m揭露FX5断层，该断层属张力断层。根据三维物探资料在FX5断层东部有F1、FX1大断层。F1、FX1断层以东地层为奥灰，西部的煤系地层与奥灰对口接触，5条断层简述分析如下：①F1断层：位于本采区的东部边界并纵贯全区，其产状为165～195°∠75～80°，H＞100m，为东升西降之正断层，断层东侧是奥灰，断层西侧是煤系地层。②FX1断层：位于本采区的东部，距F1断层0～100，属F1断层的次生断层，其产状为150～190°∠65°，H＞100m，走向长度500m，为东升西降之正断层，断层东侧是奥灰，断层西侧是煤系地层。③FX3断层：位于本采区的东部，距FX1断层60m，其产状为181°∠70°，H＞15m，为东升西降之正断层，断层东侧是2煤底板3煤顶板岩层，断层西侧是2煤。④FX4断层：位于本采区的东部，距FX1断层50m，其产状为181°∠70°，H＞15m，为东升西降之正断层，断层东侧是3煤底板岩层，断层西侧是2煤底板3煤顶板岩层。⑤FX5断层：位于本采区的东部，距FX1断层35m，状为192°∠70°，H＞5m，为东升西降之正断层。
分析认为：F1、FX1断层以东地层是奥灰，西侧的煤系地层与奥灰对口接触，FX3与FX1区域地段受断层影响，裂隙较发育，发生断层滞后突水。（详见表1）
2.3水源分析
2.3.1水质分析出水后，在南翼轨道大巷上车场取样，送经山东省水环境监测中心枣庄分中心化验，化验结果为：水含钙70.9mg/L、镁30.8mg/L、钾1.67mg/L、纳42.7mg/L、重碳酸盐306mg/L、硫酸盐128mg/L、氯化物42.9mg/L、硝酸盐氮3.95mg/L、总硬度308mg/L、PH值7.7。与矿工业广场东南部水源井的水质指标相比基本一致，矿工业广场东南部水源井的取水水源是奥灰含水层。
分析认为此次突水水源是奥灰水。
2.3.2水位分析突水后后红庙村的压水井水量减小、部分无水，矿区工业广场内中部水源井水位持续下降，该水源井亦在奥灰地层中施工，取水水源为奥灰含水层。分析认为第四系砂层水与奥灰水相通，此水源含有第四系砂层的水补给奥灰水。
2.3.3水量分析根据涌水量变化情况分析，刚开始出水时导水通道不畅通，涌水量未发生变化，随着受水的冲刷影响，通道逐步畅通，涌水量也越来越大，最大涌水量达到570m3/h，然后趋于稳定500m3/h左右。说明该区域的奥灰富水性较强。
2.4结论综合以上分析：2煤皮带探煤巷出水通道是受断层破坏产生的裂隙通道，发生断层滞后突水，出水水源是奥灰水。
3目前生产现状
截至2012年12月底完成巷道掘进2169米，累计完成进尺2739米，已形成了矿井供电、排水、通风、提升运输、压风等生产系统。完成单位工程16个，分别是主、副井、主井清理撒煤硐室、副井井底车场连接处、等候室通道、消防材料列车库、电机车修理间充电硐室、井下调度室、水仓内环、-120井底车场、井下中央泵房、井下中央变电所、胶带机头联络巷、箕斗维修联络巷和南翼轨道大巷、南翼胶带大巷。目前在建单位工程包括：井下水仓外环、胶带转载巷、轨道探煤巷、皮带探煤巷。
4下一步生产布局
4.1大槽煤开拓布局及水害因素分析大槽煤2煤设计掘进工作面共2个，分别是2011和2012工作面，计划掘进总进尺1756米。水害影响因素分析：①F1、FX1断层以东地层是奥灰，西部的煤系地层与奥灰对口接触，按照《煤矿防治水规定》F1、FX1西侧均留设50米的断层保护煤（岩）柱。②FX3至FX5，此段地层受断层影响，裂隙较发育，局部存在导水的可能，2煤轨道巷距已全面封堵的出水巷道留出了30m断层保护煤（岩）柱。③在接近F1、FX1、FX3、FX4、FX5断层的巷道掘进过程严格执行“有掘必探，先探后掘”的要求，编制探放水设计及安全施工措施进行探放水，发现突水征兆时，应立即停止施工，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员，并采取注浆封堵的方法进行堵水，确保矿井安全生产。
4.2小槽煤开拓布局及水害因素分析小槽煤开拓布置901采区，共三个工作面，今年设计开拓布置两个工作面，分别是9011上工作面和9011下工作面，计划掘进总进尺3874米。水害影响因素分析：①上距9煤10m是五灰，为8煤直接顶板，厚度2.31～4.00m，平均2.78m，根据实际揭露涌水量大约在15m3/h，因灰岩具有富水不均一的特点，实际揭露点较少，范围较小，五灰的富水性、代表性不强。在掘进过程中应加强水情水害预测预报，在接近或揭露五灰时，采取“边探边掘”的方式，确保安全方可施工。②F3断层在901采区的西部，F1断层在901采区的东部，按照《煤矿防治水规定》在F3断层以东留设20米的断层保护煤（岩）柱。在F1断层以西是-120车场，901采区在-120车场西北部，不存在此断层的威胁，但是在掘进工程中揭露的小断层也有导水的可能，应加强该区域的探测和水文地质条件分析。
5开拓大、小槽煤拟采取防治措施
①严格按照矿井初步设计及借鉴相邻矿井（新宏煤业有限公司）的开采上限，确定本矿大槽煤开采上限为-40m。②大槽煤设计巷道距已全面封堵的出水巷道留设30m断层保护煤（岩）柱。③加强对物探、钻探成果资料再分析，补打地质及水文地质钻孔，进一步摸清井田内地层、煤层赋存情况及地质构造和含水层水文条件。④第十六层煤距奥灰岩柱厚度为88m，突水系数远小于《煤矿防治水规定》的要求，但在小槽煤开拓过程中预计遇到可能的导水断层时，严格按照有掘必探的要求，落实探放水措施。⑤加强水情监测，完善水情监测监控系统，提高矿井水灾防御能力。
6建议
①进一步摸清矿井北部的煤层赋存情况和水文地质情况，掌握准确可信的地质资料。②在矿井建设过程中，加强水情变化的观测，加强对断层等地质构造的探查力度，对落差较大的断层或其他地质构造体应及时采取超前探放水措施。③加强矿井排水系统的管理和维修，确保正常运转可靠。
参考文献：
[1]张军工.采动影响区老空积水原因分析[J].煤炭工程，2005(10).
[2]李宏杰.瞬变电磁探测技术在煤矿防治水中的应用[J].煤矿安全，2013(04).
[3]段同丰.采煤工作面底板突水原因及防治[J].煤炭技术，2005(10).