煤矿矿井充水因素浅谈

【摘要】在煤矿生产建设中，矿井突水是仅次于煤矿瓦斯突出的严重事故，是煤矿常见的主要灾害之一，不仅会影响矿井的正常生产，给管理带来困难，有时还会造成人员伤亡和淹井事故，导致矿井停产和严重的经济损失，危害十分严重。我国是世界上主要产煤国，是受水害危害最为严重的国家之一，所以做好矿井防水工作，是我国保证矿井安全生产的重要内容之一。虽然近几年根据加大了对地方小煤矿的治理力度，关停了一些“三无”和安全隐患多，不具备安全开采条件的小煤矿。但由于小煤矿自身的“先天不足”，被保留的小煤矿仍存在许多安全隐患。

【关键字】矿井水害；矿井充水因素；充水通道；充水水源近几年来，我国为加强煤炭行业的安全生产，关停并整合了许多煤矿，但是由于小煤矿技术力量的相对薄弱，以及管理水平的相对低下，在煤矿生产过程中产生的水灾事故明显高于国营煤矿，不仅使其自身造成了重大的人员伤亡和经济损失，而且还对国营煤矿造成严重影响和重大经济损失。矿井充水因素的两个必要条件是，有充水水源和导通水源的通道。

一、充水通道

矿井充水的必要条件之一为充水通道，充水通道可分为自然通道和人为通道。自然通道有断层、陷落柱，在我国部分地区，地质构造复杂，断层陷落柱高度发育，成为影响煤矿生产建设的重要因素。人为通道有废弃的井筒、封闭不良钻孔以及矿井生产建设过程中产生的导水裂隙带。

1、断层、陷落柱

含煤地层中存有数量规模不等的地质构造，使地层失去完整性，从而成为各种充水水源涌入矿井的通道。规模较大的断层、陷落柱往往造成煤层与地表水、地下含水层对接，在生产建设中，直接揭露地质构造时，则会造成突水事故。此外由于规模较小的断层、陷落柱不容易探测，也会对矿井突水产生重大影响，且这种影响在煤矿突水中占有相当大的比例。

2、封闭不良钻孔及废弃井筒

废弃井筒不仅影响煤矿采掘设计和工程施工，同时也会成为矿井的充水水源或充水通道，甚至引发水害事故。封闭不良钻孔可能成为地表水、含水层水及采空区积水进入工作面的通道，当开采接近或揭露这些钻孔时，可能造成涌水乃至突水等水害。

3、导水裂隙带

埋藏在地下深处的煤层承受着上覆岩层的重力，同时它自身也产生抗力，两者处于平衡稳定状态。煤层开采后，采空区上方的岩层因下部被采空而失去平衡，必然引起顶部岩体的开裂、垮落和移动，将成为矿井充水的重要通道。导水裂缝带会成为大气降水、地表水、上部煤层采空积水、顶板含水层水进入工作面的充水通道。综合分析，导水裂缝带是矿井主要充水通道之一，对矿井开采影响较大。

二、充水水源

在矿井生产过程中，矿井水的来源是多方面的。主要威胁的充水水源包括采空积水、地表水及含水层充水三种水源。

1、采空积水

我国煤炭开采历史悠久，分布着许多古代小煤窑和近代小煤矿的采空区与废巷等积水区，且其分布情况很不清楚。近年来，许多小煤窑被整合，而小煤窑的开采方式不规范，生产资料不全，造成采空积水分布不清的情况，存在极大的安全隐患。虽然大部分积水区常以储存量为主，易于疏干，但部分由于和其它充水水源具有一定的水力联系，也存在一定的动储量。在生产过程中遇到或接近它们时，容易造成采空积水突出，对矿井排水能力小及未探明安全区域的煤矿往往酿成突水事故。

2、地表水

地表水是造成矿井水害事故中常见的主要灾害之一，如果防治不当会导致矿井发生水害事故，不仅会影响正常的生产，而且还会造成人员伤亡和财产损失，通过分析煤矿的水文地质条件得出矿层开采受到水害的影响程度，并提出针对性地表水的防治措施，确保煤矿安全生产。地表水对矿井的主要威胁是地表水通过导水通道进入工作面。主要有河流、水库及雨季的洪水。

3、含水层

含水层充水水源主要分为顶板含水层和底板含水层，而顶板含水层的水量一般都比较小，会通过导水通道进入工作面，大多能够满足煤矿的排水能力。这里要说的是底板含水层，众多矿井的突水事故表明，底板奥灰水是对矿井威胁最大的充水水源，可沿陷落柱、断层破碎带和煤层底板薄弱部位突出，成为矿井底板充水的直接水源。底板突水是一个非常复杂的非线性动力学突变问题。它受许多因素控制，其中最重要的是取决于煤层底板隔水岩段的防隔水性能。在多年的矿井防治水工作中，已形成了以下共识，即在相同水头压力和矿压的作用下，煤层底板防隔水性主要取决于隔水岩段的岩性、岩性组合、隔水岩段厚度、稳定性以及断裂构造的发育情况等。

三、结语

采空区积水处于动态变化的过程中，随着时间的推移，积水范围、积水量也会随之变化。煤层采掘情况较复杂，存在未知采空区的可能。在生产建设中应严格遵循“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采用物探和走访调查等手段，对井田进行全方位补充勘探，彻底查明井田范围内的采空区及其积水情况，确保矿井生产安全。

井田内钻孔封孔情况定存在差异，随着时间的延续，钻孔封闭状况也可能会发生变化，应防备钻孔构成导水通道，为此应在采掘区域范围提前划定可疑不良钻孔安全范围，采取调查、探放等措施查清钻孔情况，确保安全后方可继续生产作业。针对井田内也可能存在隐伏未探明的导水陷落柱、断层及导水裂隙带，生产中应引起注意，预防隐伏构造引起矿井突水。

底板奥灰和水断层破碎带也是引起矿井突水的内在因素，加强奥灰水和断层的探测工作，提高技术和管理水平，采取相应的矿井防治水措施是降低煤矿突水风险的必要条件。

参考文献：

卢兰萍、白峰青、缑书宝 小煤矿矿井充水因素分析和防治水措施探讨 煤炭工程、2005{5}