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1、对我矿老空积水的防治技术研究2012级 采矿专业 薛俊升指导教师 吕福军摘要：害是煤矿中常见的主要灾害之一，如果防治不到位而发生突水事故，不仅会影响正常生产，还会造成人员伤亡和财产损失，危害十分严重。通过分析塔山煤矿的水文地质条件得出煤层开采受水害的影响程度，并提出了针对性的防治措施，确保煤矿安全生产。关键词：矿井 含水层 老空积水 防治技术1.矿井及井田概况1.1矿井及井田基本情况临沂矿务局地质队于1977年12月提交临沂煤田塘崖区详查最终地质报告，共获得地质储量2695.2万吨，其中塘崖井田地质储量1757.6万吨，可采储量609.7万吨。临沂矿务局设计室依据由山东省煤炭工业局以（78）鲁
2、煤基字875号文批准的上述地质报告提出塘崖矿井初步设计，矿井设计生产能力21万t/年，服务年限21年。临沂矿务局建井工程处于1980年10月开始建井， 1987年7月建成、投产。采用立井开拓，暗斜井延深，中央边界式通风。矿井投产后，因地质构造复杂，岩浆岩对煤层侵蚀严重，煤层赋存极不规律，一直未能达到设计生产能力，1997年矿井核定生产能力为9万t/年；2002年，原临沂矿务局塘崖煤矿进行股份制改造，组建成立临沂兴元煤业有限责任公司，并对生产系统进行改造，使矿井生产能力和通风能力有了较大提高，2003年、2006年矿井核定生产能力为15万t/年。2009年核定通风能力21.4万吨/年。2009年
3、实际产煤14.38万t。本矿井现有两个生产水平，第一水平-250m水平，第二水平-450m水平。目前主要开采2层和3层煤，南翼首采区已于1995年结束，北翼二、三、四、五采区也已开采完毕。现主要生产采区为六采区、2501快段区和北部开拓找煤区。1.2位置、交通本井田地处山东省临沂市罗庄区高都办事处境内，它北距临沂城约10公里，西距临沂市罗庄区政府约9公里，其大地坐标为东经11822、北纬3457。井田南北走向长约3km，东西倾斜宽约2km，面积约6km2，井田南部有市南外环公路，可与滨河大道连接，西部有临沂册山公路，北部有罗程公路往西与206国道相连。西距京沪高速公路仅5公里。往东可直达滨河大
4、道。临沂市内有多条公路通往全国各地。且有兖石（兖州石臼所）铁路经过。交通极为便利。1.3地形地貌井田内地势平坦，地面标高在+58.560米之间，北部略高于南部，井口标高为+61米，井田西部有陷泥河自北向南流过，井田以东约4公路有沂河自北向南流去，历史上沂河曾有过泛滥，据临沂水文站观测，最高洪水位为1957年与1960年的+65.65m，最大流量15400m3s，近年来由于上游建筑水库、筑堤坝，下游又有沂沭河东调等水利工程，因此该河对井田威胁不大。1.4气象、水文本地区属海洋大陆性气候，年平均气温14.1,最高气温39.3，最低气温-16.5，降雨多集中在79月份，年平均降水量849mm,平均湿
5、度65，平均气压10161018毫巴，平均蒸发量在1400200mm之间，最大冻土深度为30cm。全年主导风向为东北风，地震裂度为9度。1.5地震本井田位于郯庐断裂带上，地震相对较频繁。1668年7月25日晚8点左右(清康熙七年六月十六日戌时)，临沂地区发生了我国历史上大陆东部最大的一次地震。震中位置为东经11830、北纬3448，即现今的郯城、临沂、临沭3县交界处。此次地震震级为8.5级，极震区烈度达十二度，面积约1700平方公里，另外，历史上还有：1671年12月20日，费县地震，城垣复塌。1829年11月19日，费县地震，声如巨雷。 1852年4月25日夜，莒州大地震。 1865年8月，
6、费县地震，星斗皆见，逾时方霁。 1910年1月8日，临沂无云而雨，夜中地震。 1990年8月1日北京夏令时5时44分， 在苍山县城西北8公里的贾庄-尚庄一带 (北纬3450、东经11755)发生4.4级地震，震中烈度为5度。震中区仅有两间旧房出现裂缝，部分房屋掉砖溜瓦，窗户掉玻璃，地震未造成人员伤亡，苍山、临沂、郯城、费县、莒县、沂水等县市均有震感。 1995年9月20日,山东省临沂市费县、苍山交界处发生5.2级地震,这是该地区自1672年以来最大的一次地震。1.6矿井排水设施能力现状-250水平正常涌水量为96米3/小时,-450水平正常涌水量为40米3/小时,250m水平中央泵房承担着整个
7、矿井的排水任务，泵房内安装四台排水泵。其中：三台200D439型排水泵，配备440KW电机，额定扬程387m,单台额定流量288m3/h；一台D450606型排水泵，配备580KW电机，其额定流量为450m3/h；。其中一台工作，一台检修，两台备用。工作泵20h排水量5760m3，大于矿井24h最大涌水量2184m3。井筒中设三趟主排水管路。一趟管径为273mm，两趟管径219mm，采用并联方式。泵房设置两个安全出口，一个出口用斜井通到井筒，高出泵房11米，另一个出口通到井底车场，并设置二组既能防水又能防火的密闭门；250m中央水仓为内、外环结构仓，容积3500 m3。450m水平泵房于99年
8、底前安装完成，担负着450m水平的排水任务，水仓容积为1200 m3，设计涌水量167.4 m3h，设计最大涌水量240 m3h，泵房内共安装三台排水泵，一台型号为200D439型排水泵，配备440KW电机，额定排水量288 m3h，一台型号为200D436型水泵，配备360KW电机，流量288 m3h，安设150mm排水管路两趟，经主下山排至250m水平地沟，然后进入中央水仓，完全能够满足450m水平排水要求。能够保障矿井安全生产需要。见下表。井下排水设施配备情况表水 平（包括下山采区）水泵台数水泵型号总排水能力管路趟数型号水仓容量m3正常涌水量m3/h-250m水平3200D439型288
9、 m3/h1趟273mm3700971D450606型2趟219mm-450m水平1200D439型288 m3/h2趟150mm1200392200D436型2.以往地质和水文地质工作评述2.1 预查、普查、详查、勘探阶段地质和水文地质工作成果评述1959年至1962年，山东省地质局124队在该区进行了地质普查，先后施工125个钻孔，总工程量15709.9m。其中水文孔9个，钻探进尺1436.43m，抽水12次，最后提出高都勘探区普查总结地质资料。1975年至1977年12月，临沂矿务局地质队在原124队工作的基础上，在该区进行了详查，先后施工钻孔86个，其中水文钻孔6个。总工程量为3377
10、0.38m，于1977年12月提交了山东省临沂煤田塘崖区详查最终地质报告，煤炭工业部山东省煤炭工业局以（78）鲁煤基字第875号文下达了临沂煤田塘崖区详查最终地质报告审批决议书。2.2矿区地震勘探及其他物探工作评述临沂煤田塘崖井田属于全隐蔽性井田，具有断裂构造及岩浆岩发育、煤层稳定性差等特点，故采用钻探和测井两种手段相结合的方法进行勘查。同时，根据相邻矿井实际揭露资料和124队普查资料分析，参照煤炭资源地质勘探规范要求，在详查时将本井田的构造复杂程度定为第三类；煤层稳定性定为第二至第三型，即三类二至三型。详终勘探工程网度250250m。钻孔密度达12.94个/km2。2.3矿井建设、开拓、采掘
11、、延深、改扩建时期的水文地质补充勘探、试验、研究资料或专门报告评述从建井开始，临沂矿务局地质队施工了562-4号水文孔，对白垩系凝灰岩砂砾岩含水层进行了抽水试验，试验成果见表4，投产后，通过巷探及井下钻探，取得了大量的水文地质资料，基本上掌握了白垩系凝灰岩含水性及水力补给情况，以及-250m,-450m水平间煤层顶底板含水性及水力补给情况，对F10断层、F16断层的导水性、含水性及奥灰含水性也有了一定的了解。生产时期从投产至今素描井下巷道约30000余米，主要为主、副暗斜井、-250m运输大巷、-450m运输大巷、二采主副上山、三采主副下山、五采主副上山及运输、回风石门；六采主、副上山、七、八
12、采主上山及回风道、-300m北翼总回风石门、-250m北翼开拓大巷等，仅矿井北翼采掘工程共提供巷探点70余处。共施工井下探水钻孔15个，计1000m,分别为-250m水平煤3层位、二、三、四采下山煤3层位的确定及煤层附近含水情况，积累了大量巷探和钻探地质资料，为进一步查明和掌握矿井水文地质情况提供了依据。3.地质概况 3.1地层本井田区域地层由老到新有下古生界奥陶系石灰岩地层，上古生界石炭二叠系海陆交互相煤系地层，中生界白垩系火山碎屑岩底层，第四系冲积黄土流沙层。石炭系太原群有煤14煤17形成，二叠系山西组有煤1煤3，其中煤3为矿井主采煤层。3.1.1奥陶系马家沟组（OM） 全厚700余米，其
13、岩性主要为灰至灰白色石灰岩和白云岩，在井田西部和中部出露并形成低矮山丘。3.2石炭系（C）3.2.1、本溪组（C2B）一般厚约60m，主要是杂色或浅灰色泥岩及少量砂岩，含灰白色石灰岩二到三层，底部有G层铝土和山西式铁矿，与下伏奥陶系呈假整合接触。3.2.2太原组（C3T）厚约60m，主要由泥岩、砂岩、石灰岩组成，石灰岩十三层，含煤十二层，其中有开采价值的煤层二至四层。本组与下伏地层呈整合接触。煤14平均0.6米，可采储量为15.8万吨。为较稳定到不稳定煤层，在F16断层以南分布较广。煤16厚0-1.18米，平均0.56米，结构复杂，在井田南部分布较广，可采储量为18.8万吨。煤17平均厚0.4
14、6米，且硫分超标，故未进行储量计算。3.3二叠系（P）3.3.1山西组（）厚约110m，是本井田的主要含煤地层，与下伏地层呈整合接触。主要由中细砂岩、粉砂岩、泥岩组成，含煤三到五层，有开采价值的二层，煤2在11勘探线以南较发育，以北则零星分布，赋存较稳定，剩余可采储量为35.2万吨，煤3平均厚2.04米，厚度变化较大，结构较复杂，在井田范围内分布较广，剩余可采储量为266.2万吨。3.3.2上下石盒子组（）残留厚度约250m。主要由杂色粘土岩和灰灰绿色中粗砂岩组成。中上部发育一层奎山砂岩，其顶界为上下石河子组分界。下组夹一至二层铝土（B层），奎山砂岩下有不稳定的柴煤组，在煤田南部有一定的价值。
15、B层铝土、奎山沙岩和柴煤是二叠系中部的重要标志层。本组与下伏地层呈整合整触。3.4白垩系 （K）3.4.1青山组（KQ）厚600余米。主要为灰绿色中粗粒凝灰质砂岩、砾岩、砂砾岩。与下伏地层呈区域性角度不整合接触。3.4.2王氏组（KW）最大厚度约1000米。岩性主要为紫红色砂砾岩、砂岩。砾石成份为花岗岩、石英岩、泥灰岩、粉砂岩等。与下伏地层呈区域性角度不整合接触。 3.5第四系（Q）厚约025米，主要由粘土、含水沙层、砾石层组成。砾石成份主要为石英岩。第四系在煤田内分布广泛。3.5.1构造。井田内基本构造形态以形成于白垩纪以前（即断层只错动白垩纪以下地层）走向正断层为主，其次发育倾向、斜交断层
16、。断裂构造极为发育，主要表现为正断层，地层倾角随构造影响程度而变化。纵观整个井田，以近南北向和东北向断层为主，构成了井田的主要构造框架。井田内已揭露断层共46条，密度达7.6条/km2，构造分类为级。井田内主要断层产状见断层控制情况表（表1）。井田内构造复杂，断层发育，早期发育走向大断层（F3、F4、F5、F6、F7）后期派生小型走向断层及倾斜、斜交断层，断层切割抬升煤层，破坏了煤层的连续性和稳定性。落差大的断层，切割整个井田，落差小的断层延展较短，有的呈不连续性。大型斜交断层和倾向断层切割走向断层，大部分走向断层呈东升西降的阶梯状正断层，走向断层大部分被岩浆岩充填。3.5.2岩浆岩。 井田内
17、火成岩属中基性岩类，形成时期为燕山中晚期，入侵层位为煤3及其他软岩层和断层形成的破碎带，火成岩的侵蚀程度与断层的发育程度密切相关，以断层为通道侵入煤系地层，火成岩入侵北强南弱，以煤3为例，岩浆侵入具有积聚、扩展、波及三个分区现象。积聚区为无煤区;在扩展区，火成岩侵蚀煤层，形成煤包，波及区煤层保存较好，火成岩侵入体主要以层状和似层状岩床侵入煤层顶底板，沿顶板多于沿底板侵入，但不破坏煤层底板，整个井田火成岩侵入面积多达80。另外本井田内的岩浆岩多沿破碎带以岩床形式侵入软底层，郯庐断裂带及次生的F3断裂是区域岩浆侵入的主要通道，岩浆以该断层为通道侵入到附近煤系地层。岩浆岩对含水层的破坏作用主要表现在
18、对煤层顶底板的破坏，岩浆岩侵入煤层后，使煤层分叉或变薄。形成了火成岩假顶或火成岩假底。从而阻断了上下含水层的水力联系，使涌水量减少或淋水消失。3.5.3区域水文地质临沂煤田位于华北石炭二叠纪拗陷型聚煤盆地东南部，“鲁西系”东南缘新华夏式构造体系第二隆起带交叉处，地质构造复杂。临沂煤田主要受四条NNE向断层控制，自西向东依次为苍山断层、青云山断层、后村断层和中坦断层，构成两堑一垒，即罗庄褚墩和东高都后村地堑，青云山地垒。煤系地层赋存于两个地堑之中，形成南北向展布的两个含煤带。塘崖井田位于临沂煤田东含煤带的北部，其东侧为鄌郚葛沟断层。区域性含水层有第四系流沙层，白垩系凝灰岩，三煤顶板砂岩及三灰、八
19、灰、九灰、十灰、十四灰、奥灰等。煤层开采后，其顶板砂岩裂隙水沿裂隙渗入采空区，经排水沟流入水仓，由水泵排出地面，顶板裂隙水的主要补给水源为上部凝灰岩含水层，现开采3层煤，底板距石炭系含水层较远。故对矿井涌水量无影响。4.矿井水文地质4.1井田边界及其水力性质本井田南部以F17断层与宇光矿业公司（小庄子煤矿）相邻，因受岩浆岩侵入影响，该井田主采煤层大部变质为天然焦。煤14 、煤16、煤17与塘崖井田之间以第20号勘探线附近的5、6、7边界点为井田边界。边界两侧，各留50m煤柱为矿界煤柱。与宇光矿业公司相邻的我矿首采区于96年开采完毕，并用永久性水闸墙进行了封闭，该矿井对本矿无水害威胁。本井田西部
20、与临沂市罗庄区西高都煤矿相邻，两井田之间有F3、F4两条落差分别为100m和145m的断层相隔，且断层带均被火成岩充填。不含水，不导水。两矿互不构成威胁。本井田北部与临沂市罗庄区东高都煤矿相邻，该矿井已于2002年关井停产。井田边界附近无较大地质构造，根据山东省煤管局鲁煤管生（1994）375号文规定，两矿井分别在本井田边界附近各留50m煤柱为矿界煤柱，东高都煤矿生产期间曾在本井田边界附近进行采掘活动。 因此，本矿井采掘工程接近北部边界时必须坚持“先探后掘，先治后采”的原则，确保安全生产。矿井东部以F10大断层为边界，该断层走向NNENE,倾向W,倾角1535，为高落差低角度断层，落差大于20
21、0米，据首采区10310轨平巷揭露，该断层为弱含水断层，揭露该断层时涌水量为3.0m3/h,后逐渐变小。4.2含水层4.2.1第四系含水沙层该层遍布整个井田之上，厚021.5米，平均厚10.43米。流沙层成分以中粗粒到巨粒石英为主，长石次之，另还有一些砂屑物质和褐铁矿结核等，局部有河卵石层，本层含水丰富，稍有承压性质，水位标高为54.559米左右，水的来源靠大气降水补给，其涌水量为450510立方米/小时之间。煤层均受该潜水带补给，水质为碳酸钙钠镁水，总硬度8.3818.29，PH值为7.17.5，水温17左右。4.2.2白垩系凝灰层砂岩本层全厚可达306.88米，局部分布。本井田主要分布在F
22、7断层以东，成分主要由凝灰岩、凝灰质砂岩、凝灰质砾岩等组成凝灰质胶结，它覆盖于整个煤系地层之上，是煤系地层的直接充水来源，其含水性具“滞性”。白垩系上带也就是强风化带和风化带。强风化带深度位于地表以下30米左右，风化带深度位于地表以下40米左右。强风化带呈褐黄色，风化特别严重，岩石极破碎，层间裂隙和斜交裂隙发育，裂隙不仅发育而且宽大，裂隙宽可达1030。风化带呈灰色，棕红色间夹褐黄色，局部裂隙有方解石充填物。该两带都直接受流沙水补给，为风化裂隙含水层，属中富含水层。第二带从地面40米以下至白垩系底界，该带裂隙不发育，而且随深度的增加而逐渐减少，这少许裂隙大部分被方解石充填，呈方解石石脉状，岩石
23、完整呈块状和柱状，含水微弱，补给来源差。第三带位于白垩系底界与煤系顶界接触处，长期受到侵蚀风化，岩石破碎，受上部流沙水补给，流沙水沿风化带流动，为承压裂隙含水层，含水弱中等，该带对矿井涌水影响最大。原临沂矿务局煤田地质队为搞清本井田的凝灰岩含水性质，于1987年分别施工了5624孔和5623孔(观察孔)，其抽水情况见表4。4.2.3层煤顶板砂岩全厚10.4041.50米，平均厚21.00米，成分以长石、石英为主，有黑色镐状纹理，位于距地表50米以上的强风氧化带，节理较发育，为风化裂隙含水层。位于距地表50米以下的3层煤顶板砂岩，岩石较细密，含水较弱或不含水，而我矿开采的3层煤最上限为-50米（
24、距地表110米），因此，该层对矿井的涌水影响不大。当3层煤回采后，3层煤顶板砂岩冒落、弯曲以及发生裂隙，这样3层煤上部水平的水会沿砂岩裂隙导入，使3层煤顶板变成后生含水层，该“含水层”将对3层煤的回采带来极大的影响。待添加的隐藏文字内容3该含水层的水质为中碳酸根钾钙镁水。4.2.4三灰厚4.0114.84米，平均厚8.47米。上部灰岩呈灰白色、质纯；下部灰岩呈深灰色、质不纯、坚硬、节理、溶洞及裂隙较发育，当断层错动时，可能造成三灰与各煤层的直接接触，因此应注意透水，在一些已经开采的矿井中，还没有发现在3层煤的回采过程中由于三灰的机械作用而发生底鼓。根据226孔的抽水资料（见表2）。三灰属中等含
25、水层，其水质为中碳酸根钾钠钙水。另外根据-450大巷的实际揭露和邻近矿井东高都矿的实际揭露得知三灰基本无水，这可能是由于浅部揭露三灰时，由于节理、溶洞等发育而含水，而深部的节理、裂隙、溶洞等不发育而不含水，这还有待于今后的进一步证实。4.2.5八灰本层厚0.023.20米，平均厚1.67米，颜色呈灰到深灰色，结构粗糙，为14层煤顶板，裂隙、溶洞都很发育，该层在西高都一号井已实际揭露。根据实际观测及257号孔的抽水资料（见表2）。该层为中等含水层。水质为重碳酸钙钠水。4.2.6九灰本层厚0.64-6.67米,平均4.00米,上部呈深灰色,往下其颜色渐深,为钙质泥岩,中部质较纯,内夹黑色燧石层，层
26、理发育,裂隙也较发育,根据278号孔抽水资料(见表2).该层为弱含水层.4.2.7十灰厚5.86-13.05米，平均9.82米，为16煤顶板。该层厚度较大，沉积稳定而均一，裂隙、溶洞均很发育，从224孔、257孔、219孔及278孔的抽水情况（见表2）分析，该层属中等含水层，其水质为重碳酸盐和硫酸根钾钠钙水。4.2.8十四灰厚27-30米，灰白致密质纯，厚度大，岩性均一，含有灰色燧石结核，裂隙、溶洞均较发育，但多被泥质、粘土和方解石石脉充填，本含水层为弱含水层。4.2.9奥灰厚48米左右，F1断层以西大面积露出地表，F1以东由盖层履盖，该层除裂隙发育外还有古溶洞，为强含水层，其水质为重碳酸盐钙
27、镁水。4.3隔水层。4.3.1下石盒子组泥页岩以及上石盒子组上部的泥页岩隔水层组虽然该隔水层组在局部范围内有部分缺失，但残存的少许能防止上部含水层（如第四系流沙水及白垩系凝灰岩水等）直接导入矿井。4.3.2一灰上部与下部的粘土岩、沙质泥岩、泥岩等隔水层组该隔水层组厚28.43米，为较好的隔水层，在开采2、3层煤时，可以防止下部含水层水（如三灰、奥灰等）导入矿井。4.3.3三灰到八灰之间隔水层组这一段有五、六层粘土岩，泥岩和砂质泥岩隔水层，厚30.75米，在开采14层煤时，可以防止三灰水导入矿井。4.3.414煤与15煤之间泥岩和砂质泥岩隔水层组厚9.94米，可以防止八灰水补给九灰。4.3.5九
28、灰和十灰间的泥岩隔水层组厚8.36米，可以防止十灰与九灰相互勾通，特别是今后开采15层煤时，应尽量减少其对顶板的破坏。4.3.6.16煤及17煤上下的粘土岩、泥岩隔水层组厚11.81米，为良好的隔水层组，可以防止本溪群含水层的水充入矿井。5.矿井充水条件5.1含水层第四系流沙层，白垩系凝灰岩等都是本矿井的主要含水层，矿井现有的井巷已有多处直接揭露了这些含水层，例如主井，副井揭露了第四系流砂层、白垩系凝灰岩，虽然凿井时采用了特殊的施工方法，这两处现仍有一定量的涌水，例如主井涌水量为6.00m3/h，风井涌水量为2.00m3/h，首采区总回风上山在揭露白垩系底界含水层处，其涌水量达4.86m3/h
29、。5.2大气降水大气降水和地表水是许多矿井的主要涌水来源，因本矿井的基岩普遍被第四系风化粘土层及白垩系覆盖，而且矿井开采的最上限是-50米，因此大气降水以及地表水对矿井水无影响，因为地表水一般渗入第四系流砂层中，而流砂层除对凝灰岩有少许补给外，对基岩无补给作用，例如冬季本矿区地面为旱地，夏季为水田，但矿井涌水量并不随季节而变化（矿井涌水资料见表3），再从地面降水与矿井涌水相关因素曲线上，我们可以看出，地面降水曲线不影响矿井涌水曲线。5.3开采水平白垩系与煤系地层以不整合接触，浅部水平的巷道及工作面距白垩系距离近，这样浅部巷道及工作面的涌水量相对于深部巷道及工作面的涌水量大，而井下涌水的实际情况
30、也的确如此，例如首采区在回采前，-80米水平、-108米及-136米水平所施工的巷道总长度差不多。但-80米水平的涌水大于-108米水平的涌水，-450米水平主要来自四采区采空区，五采区仅有少量淋水，总涌水量一直稳定在40立方米/小时。除首采区因涌水量大而采用水闸墙封堵外，其余采区回采后，由于上部工作面的涌水流入下部工作面，使各回采工作面的实际情况无法测量，但从各工作面顶板淋水的发育情况可以看出，也是上部水平工作面的涌水量大于下部工作面涌水量。5.4采空区裂隙带高度在首采区范围内，三层煤为厚煤层，可采煤厚可达5米左右，二层煤为薄层煤。平均煤厚约1.1米，三层煤全部采用冒落法管理顶板时，其顶板冒
31、落带高度为14米（见下面计算）小于2、3层煤的层间距40米，其他采区三层煤厚度也不超过5米，二层煤仅在个别采区可采。这样2、3层煤的冒落裂隙导水带高度可分别计算，到最大值为导水裂隙带上限。2层煤一般采厚为1.1米，3层煤一般采厚为5米3层煤冒落带高度：H3m=+2.2=+2.2=14.0米3层煤导水裂隙带高度:H3l1=+5.6=+5.6=48.7米2层煤导水裂隙带高度H2l2=+5.6=+5.6 =26.12米通过计算我们可以看出3层煤即使全部采用冒落法管理顶板，其导水裂隙高度也在2层煤的导水裂隙带下部，而且3层煤还采用条带法开采，因此2层煤的顶板导水裂隙带为2、3层煤综合影响的顶板导水裂隙
32、带，整个矿井涌水的80%以上都是2层煤顶板水带来的，而且随着2层煤开采面积的增大其涌水量成正比例增加。6井田及周边地区老窑水分布状况本井田南部小庄子煤矿与西部西高度煤矿均为现生产矿井，矿井涌水及时排除，不存在老窑积水，矿井北部东高度煤矿已于2002年关井停产。该矿井与本矿开采同一煤层（煤3），井田边界附近无较大地质构造，该矿井在靠近本井田边界附近所进行的采掘活动揭露证实，岩浆岩侵蚀严重，可采有效面积不足20%，为预防其老空积水，各项采掘工程接近北部边界时留设100m边界煤柱，并必须坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，确保安全生产。7矿井充水状况目前，矿井除采煤3外，煤2仅开采
33、局部块段，煤14 两个可采块段均位于首采区采空区积水体下方，煤16三个储量块段中, 两个勘探程度较高的储量块段均位于首采区采空区积水体下方，一个勘探程度较低的储量块段，全部位于井田西部边界煤柱和断层隔水煤柱内,煤17煤层厚度达不到可采厚度，近期内未被列入开采计划。自1996年在-250m水平东大巷和-108m水平总回风道建永久性水闸墙封闭首采区，矿井生产转移到井田北翼以来，矿井涌水量观测结果证明，本矿井涌水量受开采面积和季节性变化影响不大，仅2001年程庄煤矿与本矿井贯通后涌水量增加40m3/h，该矿井自2003年5月停产后，进入本矿井涌水量稳定在27m3/h左右；2002年8月4038轨道平
34、巷接近F10断层时增加3m3/h涌水量，矿井涌水量仍在2001年修编地质报告时预计矿井涌水量基础上进行修正补充：（1）、-250m水平正常涌水量:92.8m3/h,最大涌水量:108.6m3/h；（2）、-450m水平正常涌水量:42.2m3/h,最大涌水量:61.6m3/h；（3）、生产废水：20 m3/h；（4）、全矿井正常涌水量: 155.0m3/h,最大涌水量:190.2m3/h；而现在实际涌水量为：（1）、-250米水平正常涌水量为81m3/h,最大涌水量为90m3/h；（2）、-450米水平正常涌水量为39 m3/h,最大涌水量为44 m3/h；（3）、生产废水:20 m3/h；（
35、3）、全矿井正常涌水量为140 m3/h,最大涌水量为154 m3/h；7.1矿井水来源分析：矿井南翼矿井水主要来源是第四系流沙水，通过首采区采空区冒落裂隙带导入井下。1996年9月首采区结束生产后，分别在-250m水平东运输石门和-108m水平回风巷各建筑一道永久性水闸墙对该部分涌水进行了封闭，封闭后无任何漏水现象。7.1.1矿井水主要来源一是位于本矿井浅部的程庄煤矿（已关井停产）采空区裂隙水，涌水量20 m3/h。二是本矿井四采区采空区裂隙水32.3 m3/h，三是矿井主、风井井筒淋水8 m3/h，四是二采区采空区裂隙水12 m3/h，五是4032块段采空区裂隙水40 m3/h，六是北部开
36、拓运输大巷3.5 m3/h。七是2501采区顶板淋水4.2 m3/h。 矿井在各涌水通道均建立了涌水量观测站，定期用三角堰法和矩形堰对矿井涌水量进行观测。8.矿井防治水工作由于本矿井的主采煤层2层和3层煤采用冒落法回采时，首采区回采后，其冒落带受到上部流沙水的影响，涌水量曾达450m3/小时，原塘崖煤矿在-108m水平总回风巷依据临沂矿务局临局生字（94）第335号文批准的-108m水闸墙设计，于1995年9月19至26日建筑-108m水闸墙，该水闸墙体为多段楔形砼体结构，墙体厚度4500mm，楔槽深度500mm,闸墙净断面4.45m2,空区内最大水柱高度168m，设计最大抗压强度1.85MP
37、a。原塘崖煤矿依据临沂矿务局以临局生字（95）第302号文批准的-250m水闸墙设计，于1996年7月20日至8月9日在-250m水平东大巷建筑-250m 1#水闸墙，该水闸墙体为多段楔形砼体结构，墙体厚度8000mm，楔槽深度800mm,闸墙净断面8.6m2,空区内最大水柱高度310m，设计最大抗静压强度3.41MPa。抗剪强度0.32 MPa。为进一步提高安全防护能力，临沂兴元煤业有限责任公司依据1#水闸墙批准设计，于2004年9月15至25日，在距1#水闸墙70m处建立2#水闸墙。该水闸墙体为多段楔形砼体结构，墙体厚度8000mm，楔槽深度800mm,闸墙净断面4.4m2,设计最大抗静压
38、强度3.41MPa。抗剪强度0.32 MPa。原1#水闸墙及其周围岩壁经1996年8月9日至2004年9月24日连续8年现场观测，无任何渗漏情况；-108m水闸墙、-250南大巷2#水闸墙自建成以来，一直坚持每周一检查制度，2006年对两处水闸墙安装视频监控，实行不间断监控，至今该两处水闸墙墙体完整，围岩无渗漏现象，2009年4月16日，临沂市煤炭工业办公室组织专家对上述水闸墙进行安全性技术论证，并以临煤200938号文关于临沂兴元煤业有限责任公司-108m、-250m1、-250m2水闸墙论证意见，对上述水闸墙安全性进行了确认。从技术上来看，简单易行，从经济上来看，投资较小。对-250水平北
39、部采区和-450水平以下各采区3层煤回采时，由于其上覆岩层距上部凝灰岩含水层较远，所开采形成的冒落带影响不到该含水层，采区涌水量主要来自顶板裂隙水，其涌水量变化不大，防治水工作的重点是探放水，技术较简单，费用较低。参考文献参考文献1 山西省煤炭地质115勘察院.同煤大唐塔山煤矿建井地质报告.大同,2008.2 中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司第三分公司.同煤大唐塔山煤矿矿井水文地质类型划分报告.大同,2010.3 刘娟. 朝川矿水文地质特征分析及水害防治措施J.中州煤炭，2011（10）：54-57.4 赵益晨，牛志清. 汾西矿区水害类型与防治措施J.山西煤炭，2011（09）：62-
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