成莊礦水害現狀及防治對策
能源環境
作者:祁海青
【摘 要】隨著成莊礦主采3#煤層逐步向深部開采,開采區域水文地質條件類型趨向複雜化,受到的水害威脅日趨嚴重。本文簡要分析晉煤集團成莊礦水文地質條件及水害現狀,針對性地提出防治水措施。
【關鍵詞】煤礦水害;水文地質條件;防治水
據不完全統計,在過去的20年裏,有220多個礦井被水淹沒,死亡8000多人,經濟損失高達300多億人民幣。近幾年來,全國相繼發生了多起特別重大水害事故,2010年3月1日的內蒙古駱駝山煤礦透水事故和3月28日山西省王家嶺煤礦重大透水事故,特別是2010年6月3日發生在我們身邊的郊南煤礦透水事故,均給國家和人民生命財產造成了巨大的損失。因此,進一步認清水害現狀、研究水害防治對策,對於確保煤礦安全生產,最大限度地安全解放受水害威脅的煤炭資源,保障國民經濟持續、穩定發展,都具有十分現實和深遠的意義。井下水害無小事,為杜絕成莊礦水害事故發生,下麵通過分析成莊礦水文地質條件及水害現狀,提出了相應的礦井防治水對策。
一、礦井概況
晉城煤業集團成莊礦是國家“七五”計劃重點建設開發的大型生產礦井,東西長約11.607km,南北寬約10.417km,麵積74.3338km2,原煤產量為830萬噸,自投產以來,累計原煤產量為6000萬噸,主采煤層為優質無煙煤種,是晉煤集團主力生產礦井之一。煤炭開采範圍位於沁水煤田南翼,太行山複背斜翼部,煤層自東傾向西,煤層平均厚度為6.20m,資源勘探查明儲量為5.7億噸。
二、成莊礦區域水文地質
(一)水文、水係
成莊井田東緣為長河衝積—洪積河穀地帶,井田地勢西北高、東南低、東西向溝穀發育,溝穀水流注入長河。長河為沁河支流,由東北向西南從井田東緣流過。
(二)地下水
成莊井田從水文地質單元上來講,屬延河泉域。延河泉是山西省較大的岩溶大泉之一,它位於陽城縣東冶鄉延河村北沁河西岸。高出河麵約5m,出露地層為奧陶係中統上馬家溝組灰岩,泉水沿上馬家溝組灰岩底部湧出,其單泉平均流量為3.1m3/s。井田內上、下馬家溝組岩溶十分發育,有大的溶洞,據鑽孔揭露,溶洞內有大的湧沙現象。除奧陶係岩溶水外,還有石炭係薄層—中厚層石灰岩裂隙水和二疊係砂岩裂隙水,以及第四係衝積層孔隙水。主要含水層(組)簡述如下:
1、奧陶係中統石灰岩岩溶裂隙含水層
井田內奧陶係中統主要由中厚層狀石灰岩組成,夾薄層泥質灰岩,出露於井田東側,含水層主要為上、下馬家溝組,富水性強,埋深從東北部向西南逐漸加厚,地下水總的流向為北東—南西。
2、石炭係上統太原組石灰岩岩溶裂隙含水層
太原組間夾的K2、K3、K4、K5等石灰岩為該組主要含水層;
3、二疊係山西組、石盒子組砂岩裂隙含水層
山西組以K砂岩為主要含水層,富水性弱。石盒子組地層出露於井田西部,以K8、K10、K12、K13等砂岩為主要含水層,裂隙較發育,富水性較好。山西組砂岩裂隙含水層之間因為有厚的泥岩、砂質泥岩相隔,水力聯係差,富水性弱。
4、第四係衝積層孔隙含水層及風化帶裂隙含水層
第四係砂礫層厚約10m,富水性較強,基岩風化帶裂隙含水層受風化裂隙發育程度的影響程度變化較大。
三、成莊礦水害現狀
隨著成莊礦主采3#煤層逐步向深部開采,開采區域地質條件類型趨向複雜化。井田西部采掘區域處於奧灰承壓水帶壓開采範圍;鄰近周邊小煤窯開采範圍不詳,給小窯水超前探防提出了很高的要求,也帶來了很大的困難,成莊礦的水害威脅越來越嚴重。地表水、小窯積水、承壓水,其中防承壓水是成莊礦防治水工作的重中之重。