三区划分管理在煤矿防治水中的应用

三区划分管理在煤矿防治水中的应用

屈少波

（山西阳泉煤业（集团）有限责任公司五矿，山西阳泉045209）

摘要：针对五矿现有及未来五年采掘工程，在综合分析全井田水文地质条件的基础上，重点分析了15号煤层矿井水患类型，按照煤矿防治水分区管理标准对15号煤层全井田进行了“三区”划分。针对各个水患，分区提出了针对性、可操作性的防治措施。

关键词：三区划分；煤矿防治水；应用

1三区划分

1.1、分区标准

可采区：即达到水文地质条件清楚、水害防治措施到位的区域。资源整合矿井首先应通过水患补充调查达到老空积水分布的位置、范围、积水量清楚。

缓采区：存在老空积水、承压水等隐患的煤矿，因资金、技术等原因还未达到水文地质条件清楚或水患有效治理的区域。

禁采区：经安全论证，通过现有技术、装备等治理措施难以达到安全开采的区域。

1.2、五矿三区划分原则

根据矿井历年的物探资料及井下采掘揭露资料，确定本次15号煤层三区划分原则为：

（1）本次对井田边界以内范围进行“三区”划分；

（2）本次将井田内物探范围覆盖的区域划为可采区，同时在大巷、井筒保安煤柱内划分为可采区，已掘进形成的采掘工作面划分为可采区，并扣除采空区。

（3）本次将水库煤柱、井田边界煤柱及以往开采的小煤矿划分为禁采区。

1.3、15号煤层三区划分结果

根据本次确定的划分原则，15号煤层全井田划分为可采区、禁采区两部分，具体分布见图1。

图115号煤层三区划分示意图

（1）可采区

本井田15号煤层共划分1处可采区，由108个坐标点圈定，面积51.8274km2。

本矿未来五年计划开采15号煤层，未来五年采掘区域位于可采区范围内，目前本矿可采区范围能满足煤矿生产计划。

（2）缓采区

本根据该矿水文地质条件、水患分析及实际开采情况，本井田15号煤层内不存在缓采区。

（3）禁采区

本井田15号煤层共划分3块禁采区，即禁采区一、禁采区二、禁采区三。禁采区一主要位于井田的东部，由109个坐标点圈定，包含井田边界保安煤柱、以往小窑开采范围及原坪水库保安煤柱，面积9.8514km2；禁采区二位于井田的中北部，为尚怡水库保安煤柱，由20个坐标点圈定，面积1.4460km2；禁采区三位于井田的中西部，为上冶头水库保安煤柱，由7个坐标点圈定，面积0.4412km2,15号煤层禁采区面积共11.7386km2。

2分区防治措施

根据2017年9月—2022年4月开采计划，未来五年采掘范围均在可采区范围内。

2.1、可采区防治措施

1）采空区积水的防治措施

根据本次采空区积水调查成果，结合未来五年采掘计划，未来五年采掘活动范围内，仅8402工作面受15号煤层采空区积水15/36#的影响。矿井采掘过程中应坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的原则，加强对老空水的探放工作。

2）顶板水积水的防治措施

煤层顶板水为矿井井下涌水量的主要来源，主要以顶板淋水的形式进入矿井，但该含水层一般富水性弱，生产中容易疏干。针对顶板富水异常区，采取的防治措施：

①首先对顶板水富水性探测。通常采用瞬变电磁勘探探查顶板含水层的分布及其富导水条件，对物探未覆盖区适时补充勘探，查清含水层的局部富水地段。

②对于地面瞬变电磁勘探解释的煤层顶板含水层的富水异常区，通过井下瞬变电磁勘探进一步核实，然后针对富水异常区通过井下钻探验证。

③在现有排水设备能够满足排水要求时，只需定期检修矿井排水设备，及时清理排水沟道和水仓，保证排水通畅。

3）奥灰水的防治措施

井田西部煤层低于奥灰水水位标高，为带压开采，最大突水系数为0.036MPa/m，一般不存在奥灰突水危险，但不排除局部富水性强。因此在带压开采区进行开采时，应加强隐伏构造的探查，进一步查明断层的水文地质条件，接近或过断层、陷落柱时要做好相应的防治水工作，确保安全生产。在突水威胁区，应在探查的基础上，进行注浆加固或留设煤柱后方可开采，不宜直接开采。

5）断层、陷落柱防治措施

断层防治措施：

①在巷道掘进过程中，采用井下水文物探进行探查工作，若探测为导水断层，应进行钻探验证工作，必要时编制探放水设计进行探放工作。

②要查明导水构造和隔水层的薄弱带。对落差大且富水性较强的断层，按照相关规范合理的留设煤柱。

陷落柱防治措施：

①对掘进头前方陷落柱进行探测，初步确定陷落柱位置，再采用钻探进行验证，精确探查陷落柱发育形态、岩性、周边裂隙发育程度、导水性等。此外，对于巷道已经揭露的不含（导）水陷落柱，应该对巷道底板进行探查，防止滞后突水。

②对于导水性好、涌水量大的陷落柱，除按规定留设防水煤柱外，还应立即对陷落柱煤层底板进行注浆充填加固，切断强含水层的突水通道。

③对于含（导）水性不强，深部充填胶结良好，与强含水层水力联系不密切的陷落柱，在利用探查孔注浆加固后，可不采取特殊防范措施。

2.2、禁采区防治措施

对于小窑破坏区、矿井边界保护煤柱及水库保护煤柱所确定的禁采区，根据《煤矿防治水规定》应留设足够的防隔水煤（岩）柱，且禁采区内严禁任何作业。

2.3、“三区”隔离措施

建议矿方按照各区具体坐标，对照井上下图，对本井田15号煤层可采区、禁采区实施有效隔离，防止越界。

3结语

针对五矿现有及未来五年采掘工程，重点分析了15号煤层矿井水患类型。分析了开采15号煤层时矿井充水因素，并评价了影响程度。按照煤矿防治水分区管理标准对15号煤层全井田进行了“三区”划分。针对各个水患，分区提出了针对性、可操作性的防治措施。安全、社会效益显著，能有效避免水害事故的发生。

参考文献

[1]山西省煤炭地质114勘查院,《阳泉煤业(集团)有限责任公司五矿生产矿井地质报告》[M].2009.

[2]屈少波等.多项式趋势面分析的数学模型在阳煤五矿地质预测预报中的应用[J].地球,2014(6):191

作者简介：屈少波（1987-），男，陕西三原人，2010年毕业于西安科技大学资源勘查工程专业，地质工程师，主要从事煤矿地测防治水方面的技术及管理工作。