鹤壁九矿主要水害类型及防治措施
摘 要
鹤壁煤业集团公司九矿位于鹤壁市的最北端，是水文地质条件较复杂的大水
矿井。水害严重困扰着矿井的安全生产，导致生产成本剧增，水患问题急需解决。 本文通过对鹤壁煤业集团公司九矿历史上水害情况分析，在综合阐述水害类型划分方法的基础上，采用出水水源为基础的水害模式划分方法,将九矿水害划分为：第四系冲积层水、砂岩含水层水、老空水、薄层灰岩水、厚层灰岩突水、断层水六种水害类型，并阐述了不同类型水害的出（突）水特征，提出了水害预防与治理的措施和方法，给出了长期性防治水工作的重点和建议。
关键词：水文地质条件；水害特征；矿井水防治；充水条件
I
The major water damage types and prevention measures of the
ninth coal mine of Hebi
Abstract
The ninth coal mine of Hebi Coal Industry Group Company located the north
end of hebi, which is a flood mine with complex hydrogeological conditions. Water damage seriously plaguing the mine safe production, leading to the dramatic increase of production costs, which needs to be resolved.
In this paper, through the analysis of water damage situation in history of the
ninth coal mine of Hebi Coal Industry Group Company ,divided water damages into six types:quaternary alluvium water, sandstone aquifer water, old goaf water, thin-bedded limestone water, thick-bedded limestone water inrush fault water by the division method of water disasters model based water source, on the basis of comprehensive description of the type of water disasters classification method. Elaborated water inrush characteristics of different types of water disasters, proposed the measures and methods of water disasters prevention and treatment, given the Priorities and recommendations in the work of long-term prevention and control of water.
Key words: hydrogeologic condition, Water disasters characteristics, prevention
and control of mine water, conditions for filling water
II
目 录
摘 要 ....................................................................... I ABSTRACT ..................................................................... II 1 绪论 ........................................................................ 1 1.1 选题意义 ................................................................ 1 1.2 国内研究现状 ............................................................ 2 1.3 研究思路 ................................................................ 3 2 井田概况 .................................................................... 4 2.1 位置交通 ................................................................ 4 2.2 水系 .................................................................... 4 2.3 气象及地震 .............................................................. 5 2.4 矿井生产现状 ............................................................ 6 3 矿井地质 .................................................................... 7 3.1 含煤岩系 ................................................................ 7 3.1.1 含煤地层 ............................................................ 7 3.1.2 煤层 ............................................................... 12 3.2 构造 ................................................................... 13 3.2.1 断层 ............................................................... 13 3.2.2 褶皱 ............................................................... 14 3.2.3 陷落柱 ............................................................. 15 4 水文地质 ................................................................... 17 4.1 区域水文地质概况 ....................................................... 17 4.2 矿井水文地质 ........................................................... 18 4.2.1 主要含水层（组） ................................................... 18 4.2.2 主要隔水层 ......................................................... 19
4.3 断层水文地质特征 ....................................................... 19 4.4 充水因素与涌水特征 ..................................................... 21 4.4.1 充水水源 ........................................................... 21 4.4.2 充水通道 ........................................................... 22 4.4.3 矿井涌水特征与水量变化 ............................................. 23 5 水害类型分析 ............................................................... 25 5.1 矿井历史水害统计分析 ................................................... 25 5.2 水害类型划分 ........................................................... 25 5.2.1 根据突水量的大小进行划分 ........................................... 25 5.2.2 突水机理与采掘工作面及矿山压力的关系划分 ........................... 26 5.2.3 根据突水水源进行划分 ............................................... 27 5.2.4 根据水害模式进行划分 ............................................... 28 结 论 ...................................................................... 36 参考文献 ...................................................................... 38 致 谢 ...................................................................... 39
1 绪论
1.1 选题意义
煤矿水害是与瓦斯、火灾等并列的矿山建设与生产过程中的主要安全灾害之一，长期以来，因为煤矿水害给国家和人民带来的人身伤亡和经济损失极为惨重。据不完全统计，在过去的20多年里，有250多个矿井被水淹没，死亡1700多人，经济损失高达350多亿元人民币。其中底板高压水通过隐伏导水构造突入矿井和废弃矿井积水因防水煤柱被破坏而突入矿井的水害事故造成的损失尤为突出。底板高压水通过煤层底板突出是一种受多因素控制的灾害性动力现象，华北地区受底板承压水威胁的煤炭储量约为15Gt。由于该区奥陶系灰岩富水性强、水压高、隔水层薄、而区内张裂性、张剪性断裂及陷落柱较发育，致使华北地区煤矿重特大突水事故多与奥灰水有着密切的关系。其中，太行山东麓的煤矿区在开采石炭、二叠系煤层时，频繁发生突水事故。特别是当煤层底板隔水层太薄或断层破碎带削弱了底板隔水层强度，而无法承受底板水头压力及矿山压力时，导致矿区突水次数和强度增大。此外，许多矿区中奥陶统喀斯特陷落柱发育，使上覆岩层陷落或裂隙化，塌陷裂隙把喀斯特水突然导入矿井引发突水事故，其后果往往是灾难性的。同时由于大量已经废弃或正在生产的小煤窑的无序开采，导致矿井之间的隔水煤柱被破坏，使得废弃矿井中积水瞬间溃人矿井造成严重灾害的现象近年来迅速增加。
本文研究对象为鹤壁市鹤壁煤业集团公司第九煤矿，鹤壁煤业集团公司九矿原名豆马庄矿，是位于鹤壁市最北端一个设计年产30万吨的小型矿井。由于所采煤层距奥陶系石灰岩强含水层近，历史上共计发生出（突）水事件105次。其中淹井1次、淹工作面13次、经济损失亿元以上。
鹤壁煤业集团公司九矿是华北煤田诸多开采太原下组煤的典型矿井，其开采对象为太原组一2和一1煤，其次为山西组二1煤。煤系基底为奥陶系灰岩，与一
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煤之间仅隔30—40米，富水性强，主要为岩溶水，巷道直接揭奥陶系灰岩时危害不大，若遇断层或采掘活动的影响有可能造成突水事故。顶板为C3L8灰岩，厚度3
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