陽煤集團(tuán)一礦防治水中長期規(guī)劃（2009~2014）

1 前言
水害是煤礦五大災(zāi)害之一。在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過程中，經(jīng)常遇到水的危害發(fā)生孔隙水、裂隙水、巖溶水、老空水、地表水等通過斷層、采動(dòng)裂隙和鉆孔等導(dǎo)水通道潰入井下的淹井事故，直接威脅礦工生命和國家財(cái)產(chǎn)安全，甚至造成眾多人員傷亡和經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。

隸屬于陽煤集團(tuán)的陽泉礦區(qū)各礦開采水文地質(zhì)條件各異，防治水工作難度逐步加大，防治水工作已成為陽泉礦區(qū)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵問題之一。規(guī)劃是謀求安全生產(chǎn)發(fā)展的前導(dǎo)，為此陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司委托煤炭科學(xué)研究總院西安研究院進(jìn)行《陽泉礦區(qū)防治水規(guī)劃》（簡稱《規(guī)劃》）的編制工作。旨在以《規(guī)劃》為指導(dǎo)，有計(jì)劃、有步驟、有針對(duì)性的開展陽泉礦區(qū)防治水工作，避免或減輕水害對(duì)礦井生產(chǎn)的影響，確保礦區(qū)無危及礦井安全生產(chǎn)的突水災(zāi)害，滿足礦區(qū)生產(chǎn)發(fā)展需求。

陽煤集團(tuán)一礦在經(jīng)過五十多年的開采后，逐漸進(jìn)入下部煤層的開采，現(xiàn)主要進(jìn)行3#煤和15#煤的開采。隨著開采工程往深部煤層延深，一礦防治水工作難度逐步加大，主要表現(xiàn)在：

1）15#煤開采受到上覆煤層采空區(qū)積水影響嚴(yán)重。

2）部分開采區(qū)域受到受到相鄰采空區(qū)積水的威脅。

3） 區(qū)內(nèi)陷落柱發(fā)育較多，陷落柱可能形成導(dǎo)通上部水體與采掘空間的通道，從而造成礦井涌水量增大或者突水事故。

《陽煤集團(tuán)一礦中長期防治水規(guī)劃》是《陽泉礦區(qū)防治水規(guī)劃》的組成部分，適用于陽煤集團(tuán)一礦。

《陽煤集團(tuán)一礦中長期防治水規(guī)劃》以一礦生產(chǎn)規(guī)劃為基礎(chǔ)，以相關(guān)法律、法規(guī)及規(guī)程為依據(jù)，是一礦防治水工作的指導(dǎo)性文件和防治水工程項(xiàng)目的實(shí)施依據(jù)。

《規(guī)劃》以2009年為基期，以2014年為規(guī)劃期。《規(guī)劃》所依據(jù)資料截至2009年8月。

在《陽煤集團(tuán)一礦中長期防治水規(guī)劃》編制過程中，得到了陽煤集團(tuán)主管領(lǐng)導(dǎo)，陽煤集團(tuán)發(fā)展計(jì)劃部、技術(shù)中心、地質(zhì)測量部，一礦主管領(lǐng)導(dǎo)及一礦地質(zhì)測量部的大力支持，規(guī)劃方案是編制組同上述有關(guān)人員充分溝通并廣泛討論的基礎(chǔ)上形成的。

由于時(shí)間倉促，加之對(duì)有關(guān)問題的了解深度有限，不足之處在所難免，懇請(qǐng)?jiān)谖磥硪?guī)劃的執(zhí)行過程中對(duì)有關(guān)問題做出具體分析后，有針對(duì)性地對(duì)規(guī)劃加以修改和完善。

2.1 基本概況
2.1.1 交通位置
一礦位于山西省陽泉市西北和盂縣交界處，井田內(nèi)的落雁垴-廟梁分水嶺是陽泉市、盂縣行政分界線。井田南部為陽泉市舊街、興辛及平坦鄉(xiāng)管轄；北部歸盂縣的南婁、路家村鄉(xiāng)及陽泉市的燕龕鄉(xiāng)和蔭營鎮(zhèn)管轄。見圖2.1（一礦交通位置圖）。

井田交通條件方便，有專線鐵路在陽泉車站與石太線接軌，運(yùn)距10公里。沿一礦公路南行2公里經(jīng)賽魚口可與太相高速公路以及307國道線相連。
 

圖2.1 一礦交通位置圖
2.2.2 自然地理
一礦井田位于太行山中段西翼，以落雁垴-廟梁-佛爺梁-王蘭山-劉備山分水嶺大致呈東西向橫貫井田中南部，形成中部高而南北低的地勢，井田內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，沖溝極為發(fā)育，形成了復(fù)雜的中低山地形地貌。最高點(diǎn)落雁垴標(biāo)高為1369.3m，北坡最低點(diǎn)為皇后村前的召山河谷，標(biāo)高為1035m，南坡最低點(diǎn)為蒙村河床，標(biāo)高為766.3m，一般相對(duì)高差為300米左右?？偟牡孛蔡卣鳛椋浩露腹壬睿脖惠^少，基巖裸露。
井田范圍內(nèi)河流主要為桃河水系和溫河水系。桃河水系主要有保安溝河、蘆湖溝河和蒙村河等。溫河水系主要有召山河(由巨溝河、高家溝河、紅筒溝河、楊家峪溝河匯集而成)、燕龕河(由蔡家峪溝河、回溝峪溝河、羊皮凹溝河、張花溝河、西溝河匯集而成)、元子溝河、白家溝河、鴿子塄溝河等支流，都自南而北注入10公里以外的溫河。河流受季節(jié)性控制明顯，為間歇性河此次流，冬、春季往往干涸無水，每年的6—9月份雨季時(shí)常因山洪暴發(fā)流量劇增。
井田屬于暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候。年最大降水量866.4mm,最小降水量240.4mm，平均降水量566.5mm。
陽泉礦區(qū)除昔陽縣境內(nèi)基本烈度為七度區(qū)外，其余地區(qū)均為六度區(qū)。陽泉地區(qū)未發(fā)生過六級(jí)以上大地震，一般在4.5—5.0級(jí)。
2.2 生產(chǎn)概況
一礦分四個(gè)生產(chǎn)水平開采3#、6#、12#、15#煤層。北頭咀井以平峒皮帶斜井聯(lián)合開拓方式開采3#、6#煤層，主水平設(shè)在+805水平，采用平峒開拓，盤區(qū)式布置，采煤方法為單一長壁冒落法。北丈八井以副立井，皮帶斜井聯(lián)合開拓方式，分兩個(gè)條帶開采12#、15#煤層，主水平設(shè)在+669米，采煤方法為一次采全高“開天窗”放頂煤采煤法。規(guī)劃期內(nèi)以開采3#、15#煤為主。
3 生產(chǎn)規(guī)劃
規(guī)劃期內(nèi)，一礦回采工作面涉及3#、12#、15#煤層，其中12#煤層僅有4303一個(gè)工作面。規(guī)劃期內(nèi)以開采3#煤和15#煤為主。
3#煤工作面回采規(guī)劃見表3.1（3#煤回采接替表）。

4 地質(zhì)條件
4.1 地層
地層由老到新到新敘述如下：
1）奧陶系：
（1）下奧陶統(tǒng)亮甲山組
本組全厚為60—140m，主要以灰白色的白云質(zhì)灰?guī)r和深灰色的石灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r與石灰?guī)r的互層組成，有時(shí)含有少量的隧石結(jié)核條帶。
（2）中奧陶統(tǒng)下馬家溝組
總厚度180—190m左右。本組以厚層狀的深灰色石灰?guī)r為主，中下部夾中厚層狀的角礫狀泥灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，局部夾薄層狀的泥質(zhì)灰?guī)r。
（3）中奧陶統(tǒng)上馬家溝組
上段：為厚層狀的深灰色石灰?guī)r，灰黃色泥灰?guī)r和深灰色角礫狀石灰?guī)r組成，厚60—70m。
中段：為巨厚層狀的深灰色石灰?guī)r，致密質(zhì)純性脆，夾方解石脈。頂部常夾一層黑色泥巖，在中部常夾一層比較薄的深灰黃色角礫狀石灰?guī)r，總厚度為120米。
下段：為巨厚層狀的深灰色、灰色、白色、雜色角礫狀泥質(zhì)灰?guī)r和少量的白云質(zhì)灰?guī)r組成，具豹皮狀，裂隙多為泥質(zhì)和石膏所充填，厚度80—90m左右。
（4）中奧陶統(tǒng)峰峰組：
由深灰色之石灰?guī)r和泥灰?guī)r組成，在中部含有大量的石膏，呈似層狀和脈狀水平分布，最大厚度可達(dá)4—8m，夾于灰?guī)r和泥灰?guī)r之間，底部還常出現(xiàn)1—2層角礫狀的泥質(zhì)灰?guī)r和角礫狀的灰?guī)r，全組總厚225—260m左右。
2）中石炭統(tǒng)本溪組：
本組含灰?guī)r2—4層，厚度一般為1米左右,本組含煤線0一2層，不穩(wěn)定、不可采。本組平均厚度為56.75米，與下伏奧陶系中統(tǒng)峰峰組呈假整合接觸。
3）上石炭統(tǒng)太原組
太原組是本區(qū)主要含煤地層之一，連續(xù)沉積于本溪組地層之上。全組厚度90—130m，平均121.82m，由灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖，灰白色細(xì)—中粒砂巖，深灰色石灰?guī)r和煤組成。
4）下二疊統(tǒng)山西組
山西組連續(xù)沉積于太原組之上，為本區(qū)主要含煤地層之一，含煤性較太原組略差。全組厚度40—75m，平均57.79m。由灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤組成。
5）下二疊統(tǒng)下石盒子組
下石盒子組出露于本區(qū)的東部，連續(xù)沉積于山西組地層之上，根據(jù)巖性和特征大致分為三個(gè)層段：
（1）綠色巖層段：
本段主要出露于官溝口和井溝以及蒙村河的東岸一帶，由灰黑色砂質(zhì)泥巖及灰綠色的砂巖組成。本段由于地表風(fēng)化后砂巖及砂質(zhì)泥巖呈淺綠色，因而稱為綠色巖層段?？偤穸葹?0—60米。
（2）黃色巖層段
本段由灰黑色砂質(zhì)泥巖與黃綠色中粒砂巖組成。本段巖層在地面風(fēng)化后，多呈灰黃色，因而稱黃色巖層段。總厚度平均為60m左右。
（3）砂巖段
本段主要1—2層灰白色中—粗粒砂巖和2—3層黃綠色的砂質(zhì)泥巖及一層黃紅色和灰白色的鋁質(zhì)粘土巖組成。全厚36—41m。
6）上二疊統(tǒng)上石盒子組
本組大面積出露于本區(qū)的西部，總厚度為320m左右，連續(xù)沉積于下石盒子組地層之上。根據(jù)其巖性特征，主要分為三個(gè)階段。
7）上二疊統(tǒng)石千峰組
主要分布于本區(qū)的高嶺，佛凹以北的擔(dān)山和雙足山頂一帶，底部為一層淺紅色含礫石的中—粗粒砂巖（K13）,連續(xù)沉積于上石盒子組地層之上。該組由于顏色鮮艷，與下伏石盒子組極易區(qū)別，但在本區(qū)內(nèi)因風(fēng)化剝蝕，出露不全，最大出露的厚度達(dá)80m左右 。
8）第四系
第四系地層以不整合覆蓋于各時(shí)代地層之上，大多分布一些比較平坦的山頂和平緩的山坡地帶。大致分為中更新統(tǒng)的離石黃土和上更新統(tǒng)的馬蘭黃土。
4.2 構(gòu)造
由于陽泉礦區(qū)東部太行和北部五臺(tái)的隆起，形成了一個(gè)東北高而西南低沿北西走向往南西傾斜的一個(gè)大規(guī)模的單斜構(gòu)造，在這個(gè)單斜面上，次一級(jí)的構(gòu)造以波狀起伏的短軸褶皺構(gòu)造為主，層間的小型斷裂構(gòu)造次之。
一礦位于礦區(qū)大單斜的西北部，其構(gòu)造形態(tài)基本上也呈一單斜狀，其走向?yàn)楸蔽?，傾向?yàn)槟衔?。沿單斜走向和傾向均發(fā)育有次一級(jí)的較平緩的褶皺群和層間斷裂構(gòu)造，局部地段發(fā)育有陡傾撓曲，尤其是井田陷落柱較發(fā)育。
1）褶皺
在一礦井田單斜上發(fā)育的次一級(jí)的規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造有15條，發(fā)育各類褶皺共91條。在平面上多呈平列式或斜列式組合，多沿北北東—北東方向展布。
2）斷層
一礦井田落差大于20米的大中型斷層只有兩條，落差分別為20米和25米，均為逆斷層，主要影響12號(hào)及15號(hào)煤層，其余以落差5米以下的斷層為主。系褶皺形成中，層間滑動(dòng)形成的，因此受褶皺構(gòu)造所控制。在平面上一般成群出現(xiàn)。
3）陷落柱
一礦井田內(nèi)巖溶陷落柱廣泛發(fā)育，目前在井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)陷落柱384個(gè)，其中絕大部分為井下采掘工程所揭露。陷落柱的直徑大小相差懸殊，最大的直徑為385米，最小的僅為10米，其中以40—60米的居多。陷落柱的發(fā)育給防治水工作帶來困難。
5 水文地質(zhì)條件
5.1 區(qū)域水文地質(zhì)條件
一礦位于娘子關(guān)泉域，屬娘子關(guān)泉水文地質(zhì)單元。娘子關(guān)區(qū)域系統(tǒng)邊界：東界自東固壁鄉(xiāng)向南經(jīng)白羊峪、閆莊至左權(quán)附近，以下奧陶統(tǒng)灰?guī)r區(qū)域性相對(duì)隔水層為界；由東固壁向北經(jīng)東回鄉(xiāng)、槐樹鋪至葦澤關(guān)斷層一帶，以地表分水嶺為界。北界自葦澤關(guān)斷層起經(jīng)黃統(tǒng)嶺鄉(xiāng)、東莊頭、皮夫惱、王村一帶，以地表分水嶺及斷層為界。西北部以東山背斜及斷層為界，分布于東梁、大威山一線。西南界自袁家惱、馬首一線，大致以奧陶系灰?guī)r頂面埋深1000m為界。西界以地表分水嶺為界，自北向南刁烏楞、沾尚鄉(xiāng)、老廟山、焦山寨、紫荊山一帶，標(biāo)高1495.4~1700.4m，北高南低。南界以左權(quán)中學(xué)清漳河以南一帶，以巖溶地下水分水嶺為界。見圖5.1（娘子關(guān)泉域分布范圍）。
碳酸鹽巖裸露面積1802.5km2，占總面積的25.6%。主要出露于北部盂縣一線以北，東部出露于巖會(huì)、北界都、趙壁、閆莊一帶，埋藏區(qū)碳酸鹽巖面積4127.5km2，占總面積的58.2%，非巖溶面積1104.3km2，占總面積的15.7%。

圖5.1　　娘子關(guān)泉域分布范圍

5.2 含水層
1）中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層
中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r是礦區(qū)強(qiáng)含水層，為煤系地層基巖?；?guī)r巖溶裂隙及蜂窩狀溶孔溶洞較發(fā)育，主要靠大氣降水及地表水滲漏補(bǔ)給，為補(bǔ)給娘子關(guān)泉域的主要含水層。其主要含水段的為上、下馬家溝組的厚層角礫狀灰?guī)r，峰峰組灰?guī)r多處于區(qū)域水位之上的垂直入滲帶。奧灰水位+380~+410米，富水性較好。
2）太原組灰?guī)r含水層
含水層主要由K2，K3、K4石灰?guī)r、K1砂巖及“怪砂巖”組成，總平均厚度為31.49m。K2(四節(jié)石)為15#煤老頂，勘探鉆孔打至該層位的向斜部位時(shí)鉆孔有微量的涌(漏)水。北丈八井8501工作面的5號(hào)放水孔，進(jìn)尺在13 m時(shí)打到該層位，瞬間最大涌水量達(dá)36m3/h；8604上層工作面北部為一短軸向斜，工作面從切巷開始由北向南開采到37m處時(shí)，K2頂板垮落，短時(shí)涌水量達(dá)28.8m3/h。
K3(錢石)為13號(hào)煤層的頂板，平均厚約3.2 m，鉆孔揭露該層位時(shí)，耗水量一般為0.01～0.05m3/h，弱富水性。
K4(猴石)與上部的薄層砂巖裂隙稀少，富水性弱。
“怪砂巖”位于K2與K3之間，為15號(hào)煤老頂，厚度變化較大。北丈八井8401工作面的放水鉆孔打進(jìn)該層位lm時(shí)，鉆孔涌水量為0.66～1.56m3/h。
K1(砂巖)為15#煤層老底，井下工程在向斜地段施工時(shí)，曾見到淋頭水及微量涌水現(xiàn)象，富水性弱。
3）砂巖含水層
（1）山西組砂巖裂隙含水層
含水層主要由3號(hào)煤層頂板砂巖和K7(砂巖)組成，含水空間以裂隙為主。
K7(砂巖)為中—粗粒砂巖，巖性堅(jiān)硬，平均厚約6.68m。3號(hào)煤層頂板為中粒—細(xì)粒砂巖，厚度變化較大，往往被粉砂巖代替，平均厚約15.87m，局部裂隙發(fā)育。
K7(砂巖)：大多數(shù)鉆孔鉆至該層位時(shí)消耗量為0.02m3/h～0.30m3/h。D2l2號(hào)孔鉆至該層位時(shí)，水位高出地表＋1.26m，測得流量為0.05L/s，單位涌水量為0.0397L/s·m。北四尺井三下山放水鉆孔打至該層位時(shí)，鉆孔涌水量為0.33L/s。
3號(hào)煤層頂板砂巖：生產(chǎn)中當(dāng)采掘揭露了該砂巖時(shí)常出現(xiàn)不同程度的淋頭水和涌水現(xiàn)象。北頭咀井二南126與307工作面在回采中，該層砂巖的涌水量分別為5.4m3/h和10.02m3/h；1403工作面采至向斜部位時(shí)，整個(gè)工作面有一半地段出現(xiàn)淋頭水、涌水現(xiàn)象；1604工作面回采時(shí)，當(dāng)采至中部向斜部位時(shí)，該層砂層的涌水量為7.2m3/h；七下山東八正巷掘進(jìn)到1593號(hào)測點(diǎn)東20m處時(shí)，該砂巖裂隙泄水為0.498m3/h(1989.12.23)。
（2）下石盒子組砂巖含水層
含水層主要由灰白色的K8砂巖和灰色K9中粒砂巖裂隙為主。
本組地層裂隙不發(fā)育，富水性弱。三礦686號(hào)孔簡易抽水試驗(yàn)結(jié)果為，單位涌水量為0.0031—0.00304L/s﹒m，滲透系數(shù)為0.626—0.040m/d，水位標(biāo)高為795.61m。
（3）上石盒子組砂巖含水層
含水層主要由灰白、灰綠色的K11中粗粒砂巖和K12含礫中粗粒砂巖裂隙為主。廣泛出露于本井田地表的分水嶺兩側(cè)的山梁及山頂部位，多形成高山陡坎地貌。由于風(fēng)化作用，地表裂隙發(fā)育。
K11厚5-25m， K12一般中間夾2-3層砂質(zhì)泥巖，厚度為35m左右，全區(qū)穩(wěn)定，沿溝谷常見這兩層砂巖裂隙的下降泉出露。K11的流量為0.027—0.453L/s，K12的流量為0.025～0.806L/s，雨季較大，旱季變小或干涸，與深部含水層無水力聯(lián)系。擴(kuò)區(qū)南部3-50號(hào)、3-62號(hào)鉆孔揭露這兩層砂巖時(shí)，地下水從孔口涌出，水量分別為1.55L/s和0.467 L/s，具有承壓水的性質(zhì)。屬弱富水性含水層。
4）第四系含水層
含水層由河卵石、礫石、滾石、砂、亞砂土等組成，含水空間以孔隙為主，主要分布在井田內(nèi)河床或低凹地帶。富水性隨季節(jié)的變化而變化，雨季含水豐富，旱季水量較小，水位隨季節(jié)性變化明顯。
地下水化學(xué)類型為：HCO3—Ca型水，礦化度為260～306mg/L，水溫為12℃—13℃，因埋藏淺，水質(zhì)易受污染。
6 主要防治水問題
6.1 勘探及防治水工作基礎(chǔ)
在一礦勘探、建井及生產(chǎn)階段進(jìn)行了一定量的水文地質(zhì)工作，包括對(duì)區(qū)內(nèi)河流、泉水的流量動(dòng)態(tài)進(jìn)行了觀測，對(duì)所施工的鉆孔均做了簡易水文地質(zhì)觀測，對(duì)濟(jì)生1號(hào)孔做了抽水試驗(yàn)工作。1989年9月—1990年6月，一礦進(jìn)行了《礦井水文地質(zhì)條件分類》報(bào)告的編制工作，評(píng)定一礦礦井的水文地質(zhì)條件類型為中等型。
6.2 充水條件分析
6.2.1 充水水源
規(guī)劃期內(nèi)一礦生產(chǎn)涉及3#、12#、15#煤工作面。礦井可能的充水水源包括地表水、煤層頂板水、奧灰水以及采空區(qū)積水等?，F(xiàn)在對(duì)這幾種水源成為礦井充水水源的可能性進(jìn)行分析。
1）地表水
在近地表水體下的采掘工作面的突水事例尤以開采3號(hào)煤層的北頭咀井較為明顯。例如：靠近蒙村河上游分支下的回采工作面均不同程度地出現(xiàn)過涌水現(xiàn)象。地面發(fā)生過東石溝水塘、王蘭溝河水沿采動(dòng)裂隙泄入礦井的事例。
在開采淺部或上部煤層時(shí)，礦井生產(chǎn)受到地表水的影響，井下涌水量同降水關(guān)系密切。
地表水對(duì)礦井的影響一方面是礦井涌水量的增大，另外一方面可能通過小煤礦、采動(dòng)裂隙及陷落柱等危機(jī)礦井。
2）煤層頂板水
（1）3#煤層頂板水
3#煤層頂板砂巖裂隙含水層為弱含水層，水量以靜儲(chǔ)量為主。生產(chǎn)中當(dāng)采掘揭露了該砂巖時(shí)常出現(xiàn)不同程度的淋頭水和涌水現(xiàn)象。向斜部位常出現(xiàn)大面積的淋水或涌水現(xiàn)象。北頭咀井二南126與307工作面在回采中，涌水量分別為5.4m3/h和10.02m3/h。
（2）15#煤層頂板水
15#煤煤層頂板上覆上石炭統(tǒng)太原組四節(jié)石灰?guī)r（K2）、錢石灰?guī)r（K3）、猴石灰?guī)r（K4）三層含水層。K2、K3、K4三層灰?guī)r含水層處在15#煤采動(dòng)冒落帶和裂縫帶范圍內(nèi)，隨著頂板的垮落產(chǎn)生周期性的來水，瞬間涌水量可達(dá)36m3/h。三層灰?guī)r中K2灰?guī)r厚度及含水量較大，為15#煤頂板主要含水層。
3）奧灰水
一礦井田范圍內(nèi)3#煤最低開采標(biāo)高+630m，15#煤最低開采標(biāo)高+480m。新景礦施工的水文孔水位為：O2d-5：+406.65m； O2j-5：+389.87m。區(qū)域水位一般在+380~+410m之間，奧灰水位對(duì)本井田的開采基本無影響。
4）采空區(qū)積水
一礦為多煤層、多井口，分水平開采，經(jīng)過五十多年的開采，采空區(qū)在空間上位置關(guān)系復(fù)雜。同時(shí)，周邊小煤礦的開采也增加了增加了采空積水的范圍和水量。采空區(qū)積水是一礦主要的充水水源也是防治水工作的重點(diǎn)。采空區(qū)積水包括同層的采空區(qū)積水和上覆在采空區(qū)積水。采空區(qū)積水以靜儲(chǔ)量為主，初見水量大，對(duì)安全威脅大。
6.2.2 充水通道
通過上面的分析可以看到一礦的主要充水水源為地表水、煤層頂板水和采空區(qū)積水，各種充水水源進(jìn)入采掘空間可能的通道包括斷層、陷落柱、采動(dòng)裂隙、采掘空間及封閉不良鉆孔等，現(xiàn)對(duì)各種可能的充水通道進(jìn)行分析。
1）斷層
一礦有兩條落差大于20m的逆斷層，其余為5m以下的斷層，多為正斷層。井田沒有區(qū)域性的大斷層，斷層的形成受到褶皺構(gòu)造控制。由于斷層規(guī)模較小，斷層形成導(dǎo)通采空區(qū)水體和開采空間的可能性不大，斷層的發(fā)育有可能會(huì)造成頂板淋水或涌水的增大?？偟膩碚f，由于沒有大規(guī)模的導(dǎo)含水?dāng)鄬?，斷層的影響較小。
2）陷落柱
一礦陷落柱發(fā)育眾多，陷落柱的發(fā)育為礦井防治水工作帶來很大的難度。規(guī)劃期內(nèi)，主要開采煤層15#煤受到上覆含水層水、上覆采空區(qū)積水的影響。陷落柱的影響表現(xiàn)在一方面形成導(dǎo)通上部上部水體和開采空間的天然通道，另外一方面的影響是陷落柱的存在使得頂板冒裂帶發(fā)育高度增加，從而形成可能的導(dǎo)水通道。因此對(duì)陷落柱的探查是15#煤開采防治水工作的重點(diǎn)之一。
3）采動(dòng)裂隙
采空區(qū)積水進(jìn)入礦井的主要途徑是采動(dòng)形成的冒裂帶。采動(dòng)形成的裂隙帶可能形成上覆采空區(qū)積水進(jìn)入開采空間的通道，同時(shí)相鄰工作面形成的冒裂帶相互溝通，可能形成導(dǎo)通同層采空區(qū)積水的通道。規(guī)劃期內(nèi)，對(duì)冒裂帶發(fā)育高度的探查和研究是決定采空區(qū)積水疏放方案的關(guān)鍵問題之一。
4）采掘空間
小煤礦和本礦的采空區(qū)積水以及降雨等水源進(jìn)入開采空間時(shí)可能需要通過采空區(qū)、老巷等采掘空間。采掘空間形成了人工的過水通道，規(guī)劃期內(nèi)在防治降雨、地表水、小煤礦及采空區(qū)積水時(shí)要對(duì)可能的過水通道進(jìn)行排查和密閉，確保開采工作面的安全。
5）封閉不良鉆孔
這是一種人為造成的充水途徑，它是由于以往勘探活動(dòng)所留下的點(diǎn)狀垂向?qū)ǖ?，該類?dǎo)水通道的隱蔽性強(qiáng)，垂向?qū)畷惩?，?huì)使垂向上不同層位的含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，當(dāng)井下采礦活動(dòng)揭露或接近時(shí)，容易產(chǎn)生突發(fā)性的突水事故，不僅突水初期水量大，而且還會(huì)有比較穩(wěn)定的補(bǔ)給量，封閉不良鉆孔包括未封堵或封堵不良鉆孔，未封孔或止水不良的鉆孔。
6.3 規(guī)劃期內(nèi)主要防治水問題
通過分析可以看出，規(guī)劃期內(nèi)礦井以開采3#煤、15#煤為主，防治水問題集中在15#煤開采過程中，主要的充水水源有煤層頂板水和采空區(qū)積水，主要的導(dǎo)水通道為開采形成的采動(dòng)裂隙和陷落柱。在規(guī)劃期內(nèi)主要的防治水問題為：
1）15#煤開采受到上覆煤層采空區(qū)積水影響嚴(yán)重。
2）部分開采區(qū)域受到相鄰采空區(qū)積水的威脅。
3）15#煤開采可能受到上覆3#煤采空區(qū)積水的影響。
4） 區(qū)內(nèi)陷落柱發(fā)育較多，陷落柱可能形成導(dǎo)通上部水體與采掘空間的通道，從而造成礦井涌水量增大或者突水事故。
為了解決一礦面臨的防治水問題，使得防治水工作有計(jì)劃有步驟的制定，特制定一礦中長期防治水規(guī)劃。
7 防治水規(guī)劃原則及依據(jù)
7.1 防治水規(guī)劃原則
《陽煤集團(tuán)一礦防治水規(guī)劃》以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)全局，堅(jiān)持安全發(fā)展指導(dǎo)原則，堅(jiān)持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理方針，堅(jiān)持標(biāo)本兼治、重在治本。貫徹煤礦水害防治“預(yù)測預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”的十六字原則和“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)綜合治理措施。結(jié)合《晉東大型煤炭基地陽泉礦區(qū)總體規(guī)劃》和陽煤集團(tuán)一礦生產(chǎn)規(guī)劃，利用前期防治水工作取得的經(jīng)驗(yàn)，在《安全生產(chǎn)“十一五”規(guī)劃》、《煤炭工業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》、《煤礦安全生產(chǎn)“十一五”規(guī)劃》指導(dǎo)下，遵照《安全生產(chǎn)法》、《國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定》等法律法規(guī)，依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定》等規(guī)程規(guī)范編制《陽煤集團(tuán)一礦防治水規(guī)劃》。
7.2 防治水規(guī)劃依據(jù)
本規(guī)劃結(jié)合陽煤集團(tuán)一礦生產(chǎn)規(guī)劃，在已進(jìn)行的地質(zhì)與水文地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，參考區(qū)域資料及附近礦井資料進(jìn)行編制，主要依據(jù)文件如下：
1）《煤礦安全規(guī)程》
2）《煤礦防治水工作條例》
3）《煤礦安全手冊(cè)》（第五篇）
4）《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》
5）《礦井地質(zhì)工作手冊(cè)》
6）《礦井水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》
7）《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》
主要參考報(bào)告：
1）《一礦生產(chǎn)礦井礦井地質(zhì)報(bào)告》
2）《一礦二00九年井下防排水設(shè)施及地面防治水情況調(diào)查分析報(bào)告》
主要參考圖件：
1）一礦綜合水文地質(zhì)柱狀圖（1：500）
2）一礦3號(hào)煤層采掘工程平面圖（1：5000）
3）一礦12號(hào)煤層采掘工程平面圖（1：5000）
4）一礦15號(hào)煤層采掘工程平面圖（1：5000）
5）一礦3號(hào)煤層充水性圖（1：5000）
6）一礦12號(hào)煤層充水性圖（1：5000）
7）一礦15號(hào)煤層充水性圖（1：5000）
8 小煤礦水害防治
8.1 小煤礦概況
小煤礦采空區(qū)積水能夠形成威脅大礦的充水水源，同時(shí)小煤礦能夠形成導(dǎo)通地表水體同大礦之間的導(dǎo)水通道。一礦井田東煤層露頭線分布老窯14處，于一礦建礦前停采。蒙村河兩側(cè)有許多老窯，具體分布不清。一礦周邊共有5個(gè)小煤礦。包括：陽泉市鴻龍實(shí)業(yè)總公司煤礦、陽泉市錢莊實(shí)業(yè)總公司平坦煤礦、陽泉市郊區(qū)北頭咀村煤礦、蔭營鎮(zhèn)坪上村鑫坪煤礦及盂縣圣天寶地清城煤礦，具體情況為：
1）陽泉市鴻龍實(shí)業(yè)總公司煤礦(半坡村煤礦),為陽泉市郊區(qū)平坦鎮(zhèn)半坡村辦煤礦。位于一礦井田東部，井田面積0.3045km2。其開采區(qū)鄰近一礦北丈八井北翼一采區(qū)采空區(qū)，經(jīng)調(diào)查現(xiàn)已停產(chǎn)，無越層、越界開采現(xiàn)象。
2）陽泉市錢莊實(shí)業(yè)總公司平坦煤礦(前莊村煤礦),為陽泉市郊區(qū)平坦鎮(zhèn)前莊村辦煤礦。位于一礦井田東南部，井田面積0.36km2。該小煤礦鄰近一礦北丈八井南翼采空區(qū)，經(jīng)調(diào)查現(xiàn)已停產(chǎn)，無越層、越界開采現(xiàn)象。
3）陽泉市郊區(qū)北頭咀村煤礦位于一礦井田東南部，井田面積0.216km2,開采15#煤。其開采區(qū)鄰近一礦北丈八井四采區(qū)采空區(qū)，經(jīng)調(diào)查現(xiàn)已停產(chǎn)，無越層、越界開采現(xiàn)象。
4）鑫坪煤礦(坪上村煤礦),為陽泉市郊區(qū)蔭營鎮(zhèn)坪上村辦煤礦，位于一礦井田東部，井田面積0.2655km2。該小煤礦鄰近一礦北丈八井八采區(qū)采空區(qū)。經(jīng)調(diào)查現(xiàn)已停產(chǎn)，無越層、越界開采現(xiàn)象。
5）盂縣圣天寶地清城煤礦，位于一礦井田北部，屬集團(tuán)公司二礦托管的煤礦，井田面積4.3km2,批準(zhǔn)開采3#、8#、9上#、15#煤層，現(xiàn)開采9上＃煤層。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬噸/年，礦井涌水量15m3/h，水泵排水能力60m3/h。經(jīng)調(diào)查無越層、越界開采現(xiàn)象。
8.2 小煤礦水害
小煤礦水害是指包括老窯水、現(xiàn)開采或停產(chǎn)不久的小煤礦積水以及因小煤礦亂采濫挖與大礦串通或造成邊界煤柱變薄而導(dǎo)致對(duì)大礦構(gòu)成充水危害、突水事故及水害威脅，表現(xiàn)在：
1）對(duì)礦井充水條件的影響
小煤礦的采掘活動(dòng)所造成的導(dǎo)水裂隙可能會(huì)延伸到地表，導(dǎo)致地表裂縫與塌陷，從而增加大氣降水和河流的入滲。同時(shí)，小煤礦采空區(qū)積水對(duì)大礦有充水作用：一方面積水通過采掘活動(dòng)所形成的人為導(dǎo)水通道等向大礦充水，隨著采空區(qū)積水量的增加，其充水作用也進(jìn)一步增強(qiáng)；另一方面，采空區(qū)積水也透過煤層頂、底板含水層的觸水界面，采掘活動(dòng)所造成的導(dǎo)水裂隙或突水通道等對(duì)含水層起補(bǔ)給作用，從而也加強(qiáng)了含水層對(duì)大礦的充水作用。
2）礦井涌水量變化
小煤礦既破壞了礦區(qū)地表水的自然排流式，又破壞了礦區(qū)地下水態(tài)的天然動(dòng)態(tài)平衡，同時(shí)還毀壞了礦區(qū)內(nèi)的人工防排水系統(tǒng)。小煤礦在煤層淺部亂采濫挖，客觀上對(duì)地下水向深部徑流起到了攔截作用，在小煤礦開采初期，特別是在旱季，小煤礦根據(jù)自身的生產(chǎn)、生活需要，對(duì)地下水進(jìn)行部分疏排、利用，隨著大量小煤礦廢棄停采后，礦井涌水量又會(huì)上升，形成水害威脅。小煤礦增加了礦井接受地表水補(bǔ)給的通道，大氣降水經(jīng)小煤礦采空區(qū)、地面塌陷、地表裂縫及廢棄井口直接泄入大礦。
規(guī)劃期內(nèi)，大量礦井的關(guān)閉會(huì)增加小煤礦采空區(qū)積水范圍，同時(shí)由于小煤礦停止排水造成大礦涌水量增大。
3）釀成突水災(zāi)害
有的小煤礦存在越界開采現(xiàn)象，可能形成小礦與大礦之間的通道。一方面小礦發(fā)生突水會(huì)危機(jī)相鄰礦井，另外一方面小煤礦關(guān)閉后，小煤礦新形成的采空區(qū)積水可能大礦，形成水害。
4）相鄰礦井小煤礦影響實(shí)例
在相鄰的三礦生產(chǎn)過程中，發(fā)生過地表水通過小煤礦越界巷道進(jìn)入大礦的突水，其中一例突水過程為：
（1）地表水進(jìn)入小煤礦
北頭嘴村小煤礦2005年10月停采并關(guān)閉，附近的河溝被堵塞，該段上游有匯水面積約96萬平方米的大氣降水聚集于此。估計(jì)每小時(shí)有120立方米水涌入井下，該河段下游干枯無水。該地段煤層埋藏厚度50—80米左右，蓋層厚度小，地表水通過井口和采動(dòng)裂隙帶直接灌入小煤礦內(nèi)。
（2）小煤礦越界形成導(dǎo)水通道
小煤礦越界掘進(jìn)延伸到三礦石林崗風(fēng)井保護(hù)煤柱200米左右， 形成了導(dǎo)通小煤礦及大礦的通道，從而當(dāng)?shù)乇硭嗳胄∶旱V后，水位上升，通過越界形成的通道進(jìn)入大礦，從而影響大礦生產(chǎn)。
8.3 小煤礦水害防治對(duì)策
規(guī)劃期內(nèi)，3#煤層及15#煤層的開采，均不直接受到小煤礦的影響，但是小煤礦仍然對(duì)大礦生產(chǎn)系統(tǒng)造成威脅。在小煤礦停產(chǎn)后需要通過有關(guān)部門繼續(xù)觀測小煤礦積水水位、水質(zhì)等變化情況。分析小煤礦對(duì)大礦可能的影響，及時(shí)采取相應(yīng)措施。
9 采空區(qū)積水防治
9.1 上覆采空區(qū)積水的影響
一礦開采過3#、6#、8#、12#、15#煤層，其中3#、12#煤層采空區(qū)范圍較大。規(guī)劃期內(nèi)15#煤開采受上覆煤層采空區(qū)積水影響嚴(yán)重，主要受3#、12#煤層上覆采空區(qū)積水影響。
3#煤層與15#煤層層間距120-150m，12#煤層與15#煤層層間距40-45m，平均42m。
15#煤直接頂一般為黑色泥巖，厚度為1.09m。老頂為灰黑色石灰?guī)r（K2灰?guī)r）。上覆巖層結(jié)構(gòu)為砂巖、灰?guī)r、泥巖互層。參照陽泉礦區(qū)資料，15#煤上覆巖為較硬巖層。15#煤層采高6.91m。
1）冒落帶發(fā)育高度計(jì)算
礦井水文地質(zhì)規(guī)程經(jīng)驗(yàn)公式：

綜合上述各種經(jīng)驗(yàn)公式，導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度取值164.76m，冒落帶發(fā)育高度取值34.55m。
三下采煤的公式以長壁分層跨落法為依據(jù)，已經(jīng)不能夠完全適用于綜采放頂煤工藝。據(jù)測定厚煤層綜放開采覆巖破壞的高度與“三下”采煤規(guī)程中通過厚煤層分層開采，且單煤層采厚不超過3m的計(jì)算公式得出的結(jié)果相比較，前者要大。通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的導(dǎo)水冒裂帶高度僅具有參考價(jià)值，在分析上覆采空區(qū)積水的影響時(shí)要在必要時(shí)進(jìn)行專題研究，確保分析的準(zhǔn)確性。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的導(dǎo)水冒裂帶高度，15#煤開采會(huì)波及到3#煤層。各煤層開采形成的采空區(qū)積水均會(huì)對(duì)15#煤的開采造成影響。
9.2 采空區(qū)積水的探查與疏放
針對(duì)采空區(qū)積水的探查與疏放包括大礦及小煤礦形成的同層采空區(qū)積水及上覆煤層采空區(qū)積水，對(duì)采空區(qū)積水防治就應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行探放水制度，執(zhí)行“有疑必探、先探后掘”原則，進(jìn)行合理受控疏放和監(jiān)測。采空區(qū)積水的探查與疏放應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：
1）提高警惕，先探后掘
由于采空區(qū)積水是人為采掘工程造成的，其分布規(guī)律不易掌握，具有隱蔽性的特點(diǎn)，一旦警惕性放松，簡單的問題就可能釀成慘痛的水害事故。因此，必須嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍地開展采空區(qū)積水探查工作。堅(jiān)持“全面分析，逐條排查，細(xì)致查疑，有疑必探”的原則。建議抽調(diào)專門人員負(fù)責(zé)老空水的探查，每個(gè)掘進(jìn)頭必須有1個(gè)以上的水文地質(zhì)工作人員跟蹤監(jiān)督探查工作，嚴(yán)禁將探查工作叫給非水文地質(zhì)工作人員（如掘進(jìn)隊(duì)）負(fù)責(zé)；一旦發(fā)現(xiàn)異常情況或疑點(diǎn)，立即停止掘進(jìn)進(jìn)行探查，嚴(yán)禁為了趕工期盲目掘進(jìn)。對(duì)積水只有十多方的積水老巷，也不能放松警惕，必須疏干后方可繼續(xù)掘進(jìn)，并對(duì)老巷來水通道方向進(jìn)行密閉封堵。
2）對(duì)采空積水進(jìn)行細(xì)致入微的調(diào)查，并認(rèn)真分析調(diào)查資料
缺乏準(zhǔn)確的測繪資料是采空積水防治工作的難度所在。即使是本礦采空區(qū)，也有可能存在記錄不準(zhǔn)、漏記小盲洞、意外冒頂阻水等情況。因此對(duì)采空積水的調(diào)查一定要嚴(yán)肅認(rèn)真、深入細(xì)致。水文地質(zhì)圖紙必須對(duì)采空積水明確標(biāo)記，并標(biāo)明積水線、探水線和警戒線“三線”的具體位置。對(duì)于本礦老空區(qū)外圍存在正在生產(chǎn)的小煤礦的礦井，應(yīng)該對(duì)采空區(qū)涌水量進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測或在采空區(qū)與目前的生產(chǎn)工程之間打密閉墻隔離，防止小礦采穿煤柱后，小礦突水殃及本礦。
3）制定合理有效的防治措施
對(duì)于已經(jīng)探明的采空積水，是直接受控疏放，還是密閉繞行，應(yīng)該根據(jù)老空積水的具體條件、礦井排水能力、生產(chǎn)現(xiàn)狀做出合理安排。
4）老空水有分散、孤立和隱蔽性特點(diǎn)，水體的空間分布幾何形態(tài)非常復(fù)雜。防治老空水的唯一有效方法就是探水掘進(jìn)，在有足夠幫距、超前距和控制鉆孔密度的掩護(hù)之下，方可逐步循序漸進(jìn)，掘進(jìn)頭逐漸接近采空區(qū)，直至將其疏放。
5）對(duì)于本礦采空區(qū)積水必須掌握其動(dòng)態(tài)發(fā)展過程
一般情況下，采空區(qū)積水有一個(gè)逐漸積累、積少成多的發(fā)展規(guī)律。因此，必須對(duì)本礦采空區(qū)積水情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，要做到以下幾點(diǎn)：
（1）對(duì)原本不積水的巷段或采空工作面和積水很少的區(qū)段，應(yīng)該考慮產(chǎn)生積水或水量逐增和范圍擴(kuò)大的可能性，經(jīng)常修正積水區(qū)范圍并上圖；
（2）提高測繪精度，減少疏漏，防止漏繪、漏填硐室或標(biāo)注錯(cuò)誤。采用層層把關(guān)和復(fù)查、復(fù)核的方式可以解決這一問題；
（3）不可盲目自信而近探近放。
6）探查老空水應(yīng)該采用鉆探和物探方法有機(jī)結(jié)合，互相驗(yàn)證。不斷積累經(jīng)驗(yàn)、優(yōu)化探查方案，所制定的方案應(yīng)該以“經(jīng)濟(jì)有效，安全可靠”為原則。
10 陷落柱水害防治
10.1 一礦陷落柱特點(diǎn)
一礦井田范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)384例巖溶陷落柱，陷落柱的直徑大小相差懸殊，最大的直徑為385米，最小的僅為10米，以直徑40~60米居多，占總數(shù)的35.5%。一礦陷落柱的平面形態(tài)多為橢圓形。
陷落柱的中軸線多數(shù)為一彎曲斜線，從剖面上幾個(gè)煤層揭露同一個(gè)陷落柱的情況分析，大多數(shù)中軸線位置都有不同程度的偏移，3號(hào)～12號(hào)煤層(層間距90米)的偏移距離最大為30～40米，12號(hào)～15號(hào)煤層(層間距40米)的偏移距離最大為20米。
陷落柱長軸方向性不太明顯，但大體上可以看出有三組方向較為發(fā)育。即320°～330°一組較為發(fā)育，以10°～20°、80°～90°兩組次之。
陷落柱在剖面上呈切頂錐體形態(tài)出現(xiàn),陷落角一般為78°～80°,一般下部比上部大。
陷落柱柱體內(nèi)巖性雜亂，以本層上方10～20米范圍內(nèi)的巖性為主。柱體內(nèi)的巖石塊度不一，巖塊之間多為泥質(zhì)充填，膠結(jié)較為緊密。
揭露的陷落柱多不含水，出現(xiàn)過陷落柱邊緣或柱體內(nèi)有少量淋水。由于大量采空區(qū)積水的存在，在下部煤層開采過程中，由于陷落柱受上覆采空區(qū)積水長期浸泡，可能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)含水陷落柱，在頂板冒裂過程中成為導(dǎo)通上部采空區(qū)積水和下部采掘空間的通道。
一礦陷落柱在北西—南東方向上成帶狀分布，和奧陶系灰?guī)r地下水徑流方向一致。同時(shí)在在鞍狀構(gòu)造和短軸褶曲區(qū)陷落柱發(fā)育。
10.2 陷落柱水文地質(zhì)意義
一礦陷落柱眾多，陷落柱的發(fā)育和分布具有十分重要的水文地質(zhì)意義。陷落柱的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：
1）陷落柱形成上層含水層水體及上覆采空區(qū)積水與采掘空間之間的導(dǎo)水通道。
2）陷落柱的存在使得導(dǎo)水冒裂帶發(fā)育高度增加，進(jìn)而通過導(dǎo)水冒裂帶導(dǎo)通上部水體。
一礦在規(guī)劃期內(nèi)基本不存在底板突水的威脅，陷落柱的水文地質(zhì)意義僅限于對(duì)上部水體進(jìn)入礦井的影響。
10.3 規(guī)劃期內(nèi)針對(duì)陷落柱的探查及防治
規(guī)劃期內(nèi)，針對(duì)15#煤層各工作面在回采前采用無線電坑透進(jìn)行煤層內(nèi)部構(gòu)造特別是陷落柱的探查，針對(duì)采掘有可能揭露的陷落柱提前通過鉆探超前探查，查明陷落柱導(dǎo)含水情況，確保采掘工程安全。
11 頂板水害防治
15#煤層在開采過程中，煤層頂板太原組灰?guī)r雖然從總體上富水性不強(qiáng)，但是由于其分布與發(fā)育不均勻，不排除局部富水的可能，頂板太灰水的瞬間釋放應(yīng)是15#煤工作面回采過程中礦井防治水的防范重點(diǎn)之一。
目前礦井煤層頂板富水性探查常用的探查方法有主要有井下直流電測深法、井下瞬變電磁法：
（1）井下直流電測深法
井下直流電測深法實(shí)際測量的是巖石的視電阻率。當(dāng)煤層與其頂、底板（一般為砂巖、泥巖互層）具有明顯電性差異，即煤層相對(duì)其頂、底板為高阻層；頂、底板若存在含水、導(dǎo)水構(gòu)造，將會(huì)使本身電阻率明顯變低，于是可用該技術(shù)進(jìn)行探測。礦井直流電法數(shù)據(jù)采集工作在井下巷道中進(jìn)行，電流通過布置在巷道內(nèi)的供電極在巷道周圍巖層中建立起全空間穩(wěn)定電場，該穩(wěn)定場特征取決于巷道周圍巖石的電性特征及各種地質(zhì)體的賦存狀態(tài)等因素。通過對(duì)所測的視電阻率的分析，確定富水區(qū)域及含水構(gòu)造的分布狀態(tài)。該方法較成熟，受井下干擾少，探測精度較高。但作業(yè)較困難，存在一定盲區(qū)。
（2）井下瞬變電磁法
礦井瞬變電磁法是在井下巷道內(nèi)進(jìn)行，瞬變電磁場呈全空間分布，全空間效應(yīng)成為礦井瞬變電磁法固有的問題。煤層一般情況下為高阻介質(zhì)，電磁波易于通過，所以煤層對(duì)TEM來說就沒有像對(duì)直流電場那樣的屏蔽性，故接收線圈接收到的信號(hào)是來自發(fā)射線圈周圍全空間巖石電性的綜合反映。因而在判定異常體空間位置時(shí)，需根據(jù)線圈平面的法線方向并結(jié)合地質(zhì)資料加以綜合分析確定。如探測煤層頂板異常可利用兩條巷道行斜向上及垂直向上探測，就可反映煤層頂板內(nèi)部的地質(zhì)異常。
頂板含水層水形成水害事故是多種因素綜合作用的結(jié)果，主要包括：導(dǎo)水裂隙帶高度、頂板隔水層強(qiáng)度、上覆含水層的富水性、水壓、地質(zhì)構(gòu)造情況等。
12 排水能力核定
根據(jù)一礦的開采經(jīng)驗(yàn)，涌水量在雨季最大可達(dá)100~160m3/h。目前，一礦中央水倉有工作、備用、檢修四臺(tái)水泵，敷設(shè)二趟八寸排水管路，排水設(shè)備及管路檢修完好，水倉容積、水泵功率、排水能力等見下表：、

目前所有采區(qū)、西大巷正前、北翼正前巖層水及采空區(qū)水、放水孔水等經(jīng)軌道巷排入北丈八井中央水倉，然后由中央水倉排到地面矸山水倉。
目前礦井排水能力可以達(dá)到有關(guān)規(guī)程要求。在礦井開采過程中要注意每個(gè)采區(qū)、工作面排水能力的設(shè)置。
要求在規(guī)劃期內(nèi)每個(gè)15#煤采區(qū)均設(shè)置充足的采區(qū)排水能力，同時(shí)上一級(jí)排水能力要有對(duì)應(yīng)于此的相應(yīng)增加的排水能力。在在采空區(qū)積水的疏放過程中，要做到受控疏放，確保排水能力能夠滿足疏放排水的要求。
采區(qū)排水能力的設(shè)置要依照《煤礦安全規(guī)程》及《礦井防治水規(guī)定》中有關(guān)條款制定。根據(jù)要求，礦井必須有工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量（包括充填水及其它用水）。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70％。工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25％。
水泵揚(yáng)程應(yīng)能滿足從排水點(diǎn)至主水倉的排水需要。
必須有工作和備用水管。工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。
13 防治水配套措施
13.1 水害應(yīng)急救援措施
煤礦水害應(yīng)急救援預(yù)案的編制是應(yīng)急救援系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)急救援預(yù)案要求對(duì)突水災(zāi)害的每個(gè)過程階段并針對(duì)不同人員提供應(yīng)對(duì)方案。包括辨識(shí)突水征兆，發(fā)布預(yù)警信號(hào)，對(duì)災(zāi)害應(yīng)急處置，自救避災(zāi)，制定救援方案，撤離井下工作人員，搶險(xiǎn)就災(zāi)等措施。
無論哪一種類型的突水，均應(yīng)在風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)可能發(fā)生的“突水”事件，預(yù)先制訂的對(duì)應(yīng)處理計(jì)劃、方案和措施。由于煤礦突水的隱蔽性和突發(fā)性，其風(fēng)險(xiǎn)性特別高，同時(shí)，突水過程又是復(fù)雜多變的，無論是上述哪一種充水水源，只有存在突水征兆的前提下，才有啟動(dòng)應(yīng)急處理程序的必要和可能。
報(bào)警系統(tǒng)作為應(yīng)急預(yù)案中最基本的系統(tǒng)必不可少,它的作用是在災(zāi)難到來之時(shí),能夠第一時(shí)間將險(xiǎn)情通知到每一位在崗職工,使他們能夠按照應(yīng)急預(yù)案的要求采取相應(yīng)措施。
礦井事故發(fā)生后,如何用最短的時(shí)間開展救災(zāi),如何讓人員以最短的時(shí)間到達(dá)避災(zāi)地點(diǎn),是事故救援與人員疏散成功與否的重要標(biāo)志。按照向高處撤離的原則，撤到安全區(qū)升坑。
要針對(duì)一礦礦井水害狀況，編制一礦礦井水害應(yīng)急救援預(yù)案，設(shè)置井下報(bào)警系統(tǒng)及水害避災(zāi)路線。
13.2 防治水機(jī)構(gòu)設(shè)置及隊(duì)伍建設(shè)
權(quán)威的防治水機(jī)構(gòu)和過硬的防治水隊(duì)伍是有效防治水的基本保證。設(shè)立防治水機(jī)構(gòu)，建立防治水領(lǐng)導(dǎo)小組，由各礦領(lǐng)導(dǎo)人員直接掌管，建立責(zé)任制，實(shí)施責(zé)任到人，保證防治水工作管理到位，措施到位，設(shè)備材料到位，制度落實(shí)到位，在發(fā)生事故時(shí)搶險(xiǎn)救災(zāi)工作能夠迅速有效，將災(zāi)害控制在最小程度。
建立專業(yè)的防治水隊(duì)伍，在原有專業(yè)隊(duì)伍的基礎(chǔ)上，增配一定數(shù)量的高素質(zhì)水文地質(zhì)專業(yè)人員。
13.3雨季防治水措施
嚴(yán)格執(zhí)行礦井雨季“三防”管理制度，每年根據(jù)本年度采掘工程布置情況制定詳細(xì)的防水災(zāi)應(yīng)急處理預(yù)，同時(shí)根據(jù)預(yù)案舉行防水災(zāi)演習(xí)。
1）派專人負(fù)責(zé)塌陷裂縫充填工作，組織足夠力量進(jìn)行檢查處理。
2）主、副井口要準(zhǔn)備通往廣場以外的排水溝，礦三防領(lǐng)導(dǎo)小組派專人定期進(jìn)行清挖，保證暢通無阻，以免積水。
3）在雨季來臨之前，要派專人負(fù)責(zé)，組織專業(yè)隊(duì)伍在塌陷裂縫區(qū)外圍根據(jù)地形地質(zhì)條件筑壩挖水溝排水，絕不能使匯集的雨水聚集在裂縫區(qū)。
4）對(duì)開采區(qū)域地面的塌陷部分，必須用泥土打?qū)崱?br /> 5）排到地面的井下水，必須委善處理，避免倒?jié)B井下。漏水的溝渠和河床應(yīng)及時(shí)堵漏或改道，地面裂縫和塌陷地點(diǎn)必須填塞，填塞工作必須有安全措施，防止人員陷入塌陷區(qū)。
6）雨季每次降雨后，必須派專人檢查礦區(qū)及附近的地面有無裂縫、老窯陷落等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)漏水情況，必須及時(shí)處理。
7）在雨季，特別是洪水季節(jié)來臨之前，需排查小煤礦附近河溝、山谷等過水通道是否暢通，避免地表水通過井口或采動(dòng)裂隙帶進(jìn)入小煤礦，然后通過不明通道進(jìn)入大礦。
8）使用中的鉆孔，必須將孔口加蓋封好，報(bào)廢的鉆孔必須及時(shí)封孔，防止地面水和含水層的水流入井下。
9）在雨季到來之前，礦三防領(lǐng)導(dǎo)小組應(yīng)根據(jù)一礦的具體情況進(jìn)行周密細(xì)致的調(diào)查研究，制定出切實(shí)可行的地面防治水措施，并且組織力量進(jìn)行實(shí)施，嚴(yán)防漏水事故的發(fā)生。
10）井下水溝、水倉在雨季來臨之前清挖一遍，及時(shí)做好水害預(yù)防工作；
11）雨季前做好水泵、管道和配電設(shè)備的檢修工作，并做好一次聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)，保證排水系統(tǒng)的可靠性。
14 分年度防治水規(guī)劃及費(fèi)用概算
一礦分年度防治水規(guī)劃按照3#煤、12#煤以及15#煤采掘工程做出。
3#煤工作面的防治水工作主要以同層采空區(qū)積水的探查與疏放為主。12#煤工作面的防治水工作以同層采空區(qū)積水的探查與疏放以及上覆3#煤采空區(qū)積水的探查與疏放。由于3#煤、12#煤防治水工作比較簡單，不做分年度防治水工程預(yù)算，在3#煤、12#煤巷道掘進(jìn)及工作面回采過程中，根據(jù)面臨的具體問題做出相應(yīng)防治水工程。
規(guī)劃期15#煤工作面的防治水工作主要有以下幾個(gè)方面：
1）同層采空區(qū)積水的探查與疏放；
2）上覆采空區(qū)積水的探查與疏放；
3）工作面內(nèi)部構(gòu)造、陷落柱的探查；
4）頂板富水異常區(qū)的物探、鉆探探查；
15#煤各工作面防治水工程從掘進(jìn)階段開始實(shí)施，在巷道掘進(jìn)階段開始進(jìn)行上覆采空區(qū)積水及同層采空區(qū)積水的探查與疏放。在工作面形成之后，完成工作面內(nèi)部構(gòu)造坑透探查，完成煤層頂板富水異常區(qū)探查。主要防治水工作在工作面回采前結(jié)束，工作面回采過程中可以繼續(xù)疏放采空區(qū)積水，并對(duì)回采過程中出現(xiàn)的水文地質(zhì)異常區(qū)采取相應(yīng)的防治水措施。
分年度防治水工程及費(fèi)用概算見表14.1。

15結(jié)語
一礦在規(guī)劃期內(nèi)主要開采3#及15#煤層，主要的防治水問題是15#煤開采過程中面臨的防治水問題。
15#煤開采主要的充水水源有煤層頂板水和采空區(qū)積水，主要的導(dǎo)水通道為開采形成的采動(dòng)裂隙和陷落柱。在規(guī)劃期內(nèi)15#煤開采受到上覆煤層采空區(qū)積水影響嚴(yán)重部分開采區(qū)域受到受到相鄰采空區(qū)積水的威脅。區(qū)內(nèi)陷落柱發(fā)育較多，陷落柱可能形成導(dǎo)通上部水體與采掘空間的通道，從而造成礦井涌水量增大或者突水事故。
規(guī)劃針對(duì)一礦在規(guī)劃期內(nèi)的生產(chǎn)布置情況，分析了規(guī)劃期內(nèi)的主要防治水問題。給出了小煤礦水害、采空區(qū)積水、陷落柱水害、頂板水害等不同類型的水害防治方案，對(duì)礦井的排水能力進(jìn)行了核定，提出了防治水配套措施。
規(guī)劃根據(jù)生產(chǎn)工程布置，安排了分年度的防治水工程。
由于防治水工程同施工的具體條件有關(guān)，不能一概而論，規(guī)劃中涉及到的工程項(xiàng)目及概算僅是實(shí)際工作的一種參考，需要根據(jù)實(shí)際的情況制定各工程的施工設(shè)計(jì)并控制防治水施工成本。防治水規(guī)劃是結(jié)合生產(chǎn)規(guī)劃實(shí)施的，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中根據(jù)實(shí)際的采掘進(jìn)度進(jìn)行安排。防治水規(guī)劃的工程及措施需要在實(shí)際的防治水工作中進(jìn)行檢驗(yàn)并加以改進(jìn)。


目 錄
1 前言 1
2.1 基本概況 2
2.1.1 交通位置 2
2.2.2 自然地理 4
2.2 生產(chǎn)概況 4
3 生產(chǎn)規(guī)劃 5
4 地質(zhì)條件 7
4.1 地層 7
4.2 構(gòu)造 10
5 水文地質(zhì)條件 11
5.1 區(qū)域水文地質(zhì)條件 11
5.2 含水層 13
6 主要防治水問題 16
6.1 勘探及防治水工作基礎(chǔ) 16
6.2 充水條件分析 16
6.2.1 充水水源 16
6.2.2 充水通道 18
6.3 規(guī)劃期內(nèi)主要防治水問題 19
7 防治水規(guī)劃原則及依據(jù) 20
7.1 防治水規(guī)劃原則 20
7.2 防治水規(guī)劃依據(jù) 21
8 小煤礦水害防治 22
8.1 小煤礦概況 22
8.2 小煤礦水害 23
8.3 小煤礦水害防治對(duì)策 25
9 采空區(qū)積水防治 25
9.1 上覆采空區(qū)積水的影響 25
9.2 采空區(qū)積水的探查與疏放 27
10 陷落柱水害防治 29
10.1 一礦陷落柱特點(diǎn) 29
10.2 陷落柱水文地質(zhì)意義 30
10.3 規(guī)劃期內(nèi)針對(duì)陷落柱的探查及防治 30
11 頂板水害防治 30
12 排水能力核定 32
13 防治水配套措施 33
13.1 水害應(yīng)急救援措施 33
13.2 防治水機(jī)構(gòu)設(shè)置及隊(duì)伍建設(shè) 34
13.3雨季防治水措施 35
14 分年度防治水規(guī)劃及費(fèi)用概算 36
15結(jié)語 42

陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
一礦防治水中長期規(guī)劃（2009~2014）

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：黃選明

規(guī)劃編制：
陽煤集團(tuán)發(fā)展計(jì)劃部：
一 礦：
西 安 院：黃選明 劉再斌 邵東梅 呂漢江 朱開鵬

審 核：王 一 劉其聲

報(bào)告完成日期：二○○九年十月