滕南矿区下组煤充水性因素分析

摘 要：矿井充水威胁在矿井建设以及生产过程中至关重要，它直接关系到煤矿的安全生产。文章从充水水源以及充水通道两方面，对充水性因素进行分析。

关键词：充水性因素；充水水源；充水通道

近年来，煤炭开采技术得到了高效快速发展，安全工作业取得了十足的进步，但由于产出量加大，投入不协调，人员素质提升不及时，煤矿透水事故时有发生，对煤矿的安全生产了巨大影响[1]，文章对充水性因素进行分析。

1 矿区概况

滕县煤田滕南矿区位于山东省南部枣庄市、济宁市及江苏沛县境内，属于季风型大陆气候。滕南矿区内地势平坦，地势东北高，西南低，区内的中部偏西位置。滕南矿区山东省境内的19对矿井中，富安煤矿、欢城煤矿、泉上煤矿、郭庄煤矿、三河口生建煤矿五个煤矿进行了下组煤开采，其他14个煤矿目前仅开采山西组3煤层。

2 充水因素分析

2.1 充水水源

2.1.1 大气降水及地表水

矿区内水文地质条件及抽水试验研究说明，由于第四系中组隔水层的存在，地表水、大气降水与下伏各基岩含水层无直接水力联系，因而对煤层开采也无直接影响。但是在张双楼、孔庄、金源、徐庄、姚桥等井田的水力单元分区中，大气降水对其井田内各含水层有垂直补给，可能存在第四系的越流补给区域。

2.1.2 地下含水层

三灰厚度为2.40-10.27m，平均7.45m。是井田内煤系地层中富水性较强的含水层，属溶洞裂隙承压水，一般在主要断层带附近及浅部露头附近富水性强，深部富水性相对减弱。据钻探资料统计，12下煤层顶部距三灰45.67-55.98m，平均50.70m，开采12下煤时影响不到三灰含水层，但据富安煤矿及泉上煤矿实际开采经验，开采12下煤层将会受到三灰水影响。

十下灰厚2.15-9.40m，平均5.04m，为16煤层直接顶板，有裂隙发育地段含水，无隐伏露头，补给条件差，以静储量为主，随着矿井开采，十下灰水位已降至-200m左右。根据泉上煤矿实际开采情况，部分巷道顶板有淋滴水现象，但很快会被疏干，正常情况下对开采16煤层无太大影响。

十四灰厚5.20-14.2m，平均9.07m，在滕南矿区的分布，中部较厚，四周稍薄，颜色为乳白色至灰色，结构致密，局部有裂隙，常含有粘土质及粒状黄铁矿集合体，层位较稳定，广布全区。从矿井抽水钻孔单位涌水量资料分析，十四灰的富水性为弱到中等。十四灰为开采下组煤该层距奥灰系石灰岩平均18m，在断层及裂隙发育地段，间距更小，甚至可能会出现对接，从而使两者水力联系密切，或成为统一的含水层。因此，不能轻视十四灰对矿井生产的影响。

煤系地层基地的奥陶系灰岩厚度大，充水空间发育，富水性强，上距17煤底板50.50m，在奥灰水水头压力大的地段，开采16、17煤会受到奥灰底鼓水的威胁。由于奥灰水位逐渐下降，以及17煤下伏本溪组隔水层的存在，在正常地质条件下不会受到奥灰底鼓水的影响。

2.1.3 老空水

16煤层上距12下煤层平均为56.6m，按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中关于导水裂隙带发育公式计算，12煤层老空水对16煤层开采无影响，但注意导水小断层、陷落柱、封闭不良钻孔等影响因素，导通12下煤层采空区老空水；17煤层上距16煤层2.95m-29.73m，平均9.92m，煤层厚度0.17-1.8m，平均0.56m。按照三下采煤规程，16煤层老空水对17煤层开采有影响，开采17煤层前需要对其上方的16煤层老空水进行探放，提前做好防治水措施。

2.2 充水通道

2.2.1 封闭不良钻孔对矿床充水的影响

未封或封闭不好的钻孔，可成为含水层间水力联系的通道，各含水层可直接通过这些钻孔发生水力联系；封闭质量不好的钻孔在自然状态下可能不导水，但由于采动和矿井排水的影响，有可能使封闭不良钻孔受扰动而成为导水通道。

2.2.2 断层、陷落柱对矿床充水的影响

（1）断层导水性分析

滕南矿区内大、中型断层较发育。根据矿区内各矿井多年开采实践，一般在见断层而不遇含水层的情况下，不发生断层带涌水。尽管断层在原始状态下可能不导水，但煤层的开采会破坏原始地应力的平衡，会引起断层的重新活动，使原本不导水或导水较弱的断层成为导水性较好的断层。特别是奥陶纪石灰岩含水层与煤系地层的含水层对口接触，应留足断层防水煤柱，以确保矿井安全生产。

滕南矿区在生产过程中有些矿井揭露岩溶陷落柱，其具体情况为：泉上煤矿已揭露陷落柱4个，柴里煤矿已揭露陷落柱6个，高庄煤矿已揭露陷落柱2个。由于陷落柱内岩石破碎，具有相对较好的渗透性，是奥灰水向上运动的良好通道，它可沟通开采煤层与奥灰含水层的水力联系，当井巷揭露陷落柱时易引起奥灰水进入采场，使矿井涌水量猛增，尤其是在开采下组煤的过程中，严重时可造成淹井事故。因此今后应当加强对岩溶陷落柱的探测工作，采取必要的防范措施，确保矿井生产安全。

（2）导水陷落柱

目前滕南矿区多数矿井主采3煤层，大部分陷落柱为开采3煤层时揭露发现。目前泉上煤矿已揭露陷落柱4个，柴里煤矿已揭露陷落柱6个，曹庄2个，高庄煤矿已揭露陷落柱2个。大屯矿区的徐庄、孔庄、姚桥煤矿均大量揭露岩溶陷落柱。根据收集的岩溶陷落柱资料分析，滕南矿区山东境内岩溶陷落柱主要发育在沿田岗断层东侧，刘仙庄断层西侧；而大屯矿区岩溶陷落柱主要发育在煤系地层隐伏露头断裂构造密集地带；岩溶陷落柱均发育在矿井的浅部，且是断裂构造密集地带，特别是大型断裂构造的结汇处。因此对岩溶陷落柱水害防治需要进一步做专项研究。

2.2.3 采动裂隙

（1）顶板导水裂隙带

根据采空区上方的岩层变形和破坏程度不同，可将煤层上方岩层划分为垮落带、导水裂隙带和弯曲沉降带。采动裂隙指垮落带和导水裂隙带，一般称为“两带”高度。因此“两带”高度所波及的范围将是地下水的充水通道。

（2）底板裂隙

根据下四带理论，开采煤层底板自上而下划分为四个层带：矿压破坏带（h1）、新增损伤带（h2）、原始损伤带（h3）、原始导高带（h4），原始损伤带、原始导高带均为隔水岩层组原始存在的裂隙，原始损伤带不能抵抗下伏含水层水压时，将造成底板突水。

参考文献

[1]郭卫.雪坪煤矿充水性因素分析[J].科技视界，2015，23：274.