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摘要：以運營多年的重慶田家煤礦為例，在分析該礦井水文地質特征基礎上，對該礦井的主要充水因素進行了分析，并采用了“水平廊道法”對礦井用水量進行了預測，與已有的監測數據比較，其預測結果比較一致，為該礦井水害防治和安全生產提供了可靠的依據。

關鍵詞：水文地質特征；涌水量預測；水平廊道法；重慶；田家煤礦

1.井田水文地質特征

勘查區位于橫石溪背斜東段近東端，背斜軸部開闊，兩翼傾角較陡呈“箱狀”構造，地表主要被三疊系下統嘉陵江組（T1j）、大冶組地層覆蓋，二疊系大隆組（P3d）、長興組（P3c）、吳家坪組（P3w）、孤峰組（P2g）、茅口組（P2m）、棲霞組（P2q）等地層在勘查區東、西兩側斜坡、河溝呈“天窗”式出露，地質構造較簡單，斷層稀少，F7雖然破壞了煤層，但富水性弱；橫石溪河、三溪河兩條長年性河流切割煤層的標高約190m~325m；勘查區主要可采煤層（C1）埋藏最低標高為+200m，在最低侵蝕基準面以上；巖溶（以垂直形態的落水洞、豎井）發育，規模較大，數量多；泉水流量變化大，現有生產礦井（含小煤礦）處在季節變化帶上，礦井巷道及廢棄老窯水流量不大，受大氣降雨量控制明顯，地下水埋藏較深。本次對ZK12、ZK13的P3c+P3w2層位和ZK13的P2m層位進行了注水試驗，P3c+P3w2層位單井涌水量q為0.0026383~0.004543（L/s•m），P2m層位單井涌水量q為0.00052903（L/s•m），q<0.1L/s•m，因此礦井頂板含水層（P3c）富水性中等，直接充水含水層（P3w2）富水性弱，底板直接充水含水層（P2g、P2m）富水性弱。綜上所述，勘查區水文地質類型分為2類，勘查區主要以頂板、底板進水為主，水文地質條件中等的巖溶裂隙礦床，即“三類二型”。勘查區局部為頂、底板進水為主，水文地質條件復雜的巖溶裂隙礦床，即“三類三型”。

2.礦井充水因素分析

2.1含水層地下水對礦井充水的影響

采煤后頂板含水層（P3w）將通過導水裂隙下滲補給采空區成為采空區來水，是礦井充水的主要水源。P2g、P2m均為不均質含水層，一旦揭穿石灰巖中巖溶水時，儲存在溶洞、裂隙中的封閉型地下水將會突然潰入巷道。

2.2采空區、老窯水

原有廢棄井口關閉初期大都有水流出，現在這些棄廢老窯硐口均不再有水流出，分析可能有積水，現階段在正常情況下它對礦井生產不會構成威脅，但礦井延深開拓到一定標高以下時，將是礦井巷道充水水源之一，因此礦井在開采+900m標高以上煤層時，隨時查清隔水邊界條件，切實做好探水和防水工作，僅防淺部地下水和采空區積水潰入礦井，特別是在強降雨季節。

2.3封閉不良鉆孔對礦井充水的影響

勘查區內施工的鉆孔中可能出現個別鉆孔封閉效果不佳的現象，為此在礦井生產開拓至鉆孔附近時應提前進行探、防水工作，以免發生因鉆孔封閉質量不佳而導致地表水或地下水潰入礦井的惡性事故。

2.4斷層對礦井充水的影響

勘查區內有3條斷層破壞了煤層，其中f02為正斷層，斷層落差30m~40m，F7為逆斷層，落差50m~70m，f04為正斷層，斷層落差30m~40m，3條斷層均切割了煤層，且具有導水性。應該指出的是，對于隔水的斷層，由于構造應力作用的影響，使其兩盤巖層，尤其是主動盤巖層的裂隙充水空間相對發育，但使其本身的富水性增強，而且往往易構成大氣降水和地表水對礦井產生充水或補給含水層后,又形成對坑道產生充水途徑的通道，對礦井造成充水威脅。

2.5“裂隙帶”對礦井充水的影響

基巖為高阻地質體;由破碎帶、溶溝（槽）、溶洞構成的巖溶地質體。其電阻率明顯低于完整基巖，形成低阻帶;充水的疏松土體或土洞的電阻率低于不疏松土體,為低阻地質體。因此該區域為巖溶破碎帶,具有一定導水性。

2.6地表水對礦井充水的影響

勘查區東、西兩側有兩條長年性溪溝切割煤層，其中三溪河切割煤層最高標高約為370m，最低標高約175m，橫石溪切割煤層最高標高約為400m，最低標高約186m，本次勘查工作儲量計算開采水平為+800m~+200m水平，由于兩條河流均遠離勘查區，因此，在自然狀態下，兩條河流對未來礦井充水基本無影響。2.7大氣降雨對礦井充水的影響大氣降水是礦井充水的主要來源，只是補給途徑不同；或是由大氣降水補給老窯，再補給礦井；或是由巖層裂隙補給含水層，再補給礦井。

3.礦井涌水量預算

3.1預算范圍

本次涌水量計算范圍東至6勘探線，西至9勘探線，計算第一水平900m水平礦井涌水量，由于勘查區地下水位埋藏深，本次對ZK12、ZK13號兩個鉆孔共三層次注水試驗（其中P3c+P3w2段2層次，P2m段1層次），對ZK17、ZK18、ZK19、ZK20共四個鉆孔的P3c+P3w2段共進行了4層次單層水位觀測，再結合田家煤礦及周邊煤礦的水文資料進行涌水量的計算。

3.2預算方法及結果

本次礦井涌水量預算采用水平廊道法（集水廊道法）預算第一水平（+900m）礦井涌水量。+900水平運輸大巷布置在茅口組（P2m）石灰巖含水層頂部，靠近C1煤層下伏隔水層（P2g下部），故水平運輸大巷涌水量基本上以茅口組（P2m）石灰巖含水層上部一定范圍內地下水單向補給為主。另因茅口組（P2m）石灰巖含水層在礦區范圍內未出露，深埋地下，地下水不受大氣降水影響，其水力類型屬于承壓水。本次對ZK13號鉆孔對茅口組（P2m）石灰巖含水層進行了注水實驗，獲取了滲透系數“K”值及其他相關的水文地質參數，所以選用地下水動力學方法中的“承壓水向集水廊道運動的涌水量方程”預算水平運輸大巷涌水量，其預算結果為擬建礦井水平運輸大巷正常涌水量。此外，本次工作通過2個水文年動態觀測獲得了田家煤礦+1095m標高水平茅口組（P1m）頂部運輸大巷涌水量較大、較小值和一般值。且根據該礦歷年礦坑涌水量動態觀測成果證實，茅口組（P1m）運輸大巷涌水量變化除受大氣降水有一定程度影響外，主要與大巷掘進長度關系較為密切，兩者關系（涌水量、大巷長度）近于成正比關系。因此又采用下列經驗公式進行預算。按上列（2）式預算結果，為擬建礦井水平運輸大巷之較小涌水量（亦可視為茅口組上部石灰巖含水層地下水對水平運輸大巷的正常充水量），用此值加上比擬礦井現采水平標高1095m茅口組（P2m）運輸大巷一般降水滲入量即為預算的擬建礦井茅口組（P2m）運輸大巷涌水量一般值；加上比擬礦井現采水平標高1095m茅口組（P1m）運輸大巷較大降水滲入量即為預算的擬建礦井茅口組（P1m）運輸大巷涌水量較大值。根據本次田家煤礦礦井常觀資料分析，以及本次ZK12、ZK13兩個鉆孔的注水試驗資料分析：勘查區未來礦井涌水量將會比現在田家煤礦礦井涌水量有較大的增加，因此建議未來礦井+900m水平正常涌水量采用水平廊道法計算的最大涌水。即正常涌水量15780m3/d，最大涌水量為31782m3/d。

4.結論

整個勘查區的巖溶分帶，共分為4個循環帶，即850m以上為垂直循環帶，800m~850m為季節性變動帶，800m~140m為水平循環帶，140m以下為深循環帶。未來礦井開采的最低水平為+200m，因此，未來礦井的重點防治水工作分為兩個水平：一是+800m水平以上，重點防治雨季的井下流量增大，本次對田家煤礦主井長觀收集資料也反映出雨季流量增大，井下流量最大的時間也是大暴雨之后。二是+200~+800m水平，該段劃分為水平循環帶，該帶也是突水事故發生的多發帶，因此礦井未來開采至此水平之間時，應堅持有疑必探，先探后掘，防止突水事故發生。

參考文獻：

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作者:袁健華 單位:重慶一三六地質隊