新铁矿区矿井水文地质分析
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摘要：本文主要阐述了新铁矿区水文地质工作概况，矿井充水因素分析及井田周边老空区分布情况，矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价和矿井水文地质类型划分及防治水建议。
Abstract: This paper describes the work of the new iron mine overview of hydrogeology, mine water filling factors and the distribution of old empty areas around; underground mining affected by water damage; prevention and control of water level and ease work of evaluation and type division of mine hydrogeological and control water proposals.
关键词：新铁煤矿；充水因素；水文地质；老空区；水害防治
Key words: new iron mines；water filling factors；hydrogeology；old empty area；water damage control
中图分类号：[TD12] 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0265-01
1新铁矿区水文地质工作概况
新铁煤矿位于黑龙江省七台河市茄子河区，其地理座标为东经131°05′29″至131°10′42″，北纬45°42′09″至45°44′53″。井田范围：东起F24号断层，西至27勘探线，北以119号煤层露头和F14号断层为界，南以F37号断层及白垩系底界-600米标高垂直投影为界。走向长7公里，倾向宽3.63公里，面积25.3862平方公里。新铁矿矿井防治水工作开展较早，1984年筹备处期间就做了大量基础工作，1991年正式投产后为了确保生产矿井的安全又制定和实施了系列防治水措施，具体措施如下：为了确保二采区57#右一片工作面洪水位下开采的安全生产，于1991年对其洪水位下开采进行了总体采沉分析，分析结果获得局科技成果三等奖。同时于1993年对该工作面南部立新河进行了改造，筑起了防洪堤坝，建立了雨季防洪监督站，确保了该工作面的安全生产。
由于区内小井较多，建井前大井露头防水煤柱遭到严重破坏，且资料不详，故为了确保一采区62#右一片工作面1992年的安全施工，矿对62右一片工作面采取了边探边掘的安全防治措施，共施工探眼260个，安全孔260个，保证了该工作面的安全顺利回采。同时为了确保河谷区矿井的安全生产不受地表明水体的直接威胁，1991年修砌了立井排洪沟（633米），1993年、1994年及2003年对立新河道进行了截弯取直及改道措施，2006年黑龙江省水利厅投资对立新河改造河床进行了砌石铺底，确保了河谷区矿井的安全生产。另外，对区内历年地表出现的塌陷坑及时进行了回填，有效地防止了各类水害事故的发生。
今后，新铁煤矿的防治水工作重点应是加强对大井有关小井的严格管理，加强地表塌陷坑的回填和立新河下游的综合治理工作。新铁煤矿进入二水平开采时与一水平必须留设永久防水隔离煤柱，同时应注意57#及60上#煤层顶板含水层的发育规律，确保二水平深部开采时的生产安全。
截止2009年12月末，新铁煤矿目前有三个生产采区，二个准备采区（二采区、八采区），月生产能力9万吨，预计2012年底达到矿井设计生产能力120万吨，其中三采区和五采区局部煤层已开采到一水平下山区（六片及七片工作面），+100米标高（四片）以上已冒落为采空区，2002年、2003年、2006年七煤（集团）公司对区内立新河床进行了彻底改造，改造后的河床泻洪量满足最大洪峰要求，对六、五采区的安全生产起到了安全屏障作用。
2矿井充水因素及井田周边老空区分布情况
二采区、三采区、五采区均已进入一水平下山区开采，大气降水已不是矿井的主要充水因素，主要充水因素为砂岩裂隙含水带、老窑积水区，已静储量消耗为主，与大井有关小井及自身老塘积水区。因此，大气降水仅通过第四系隔水层层间接补给煤系地层含水层，该区对矿井间接充水的地表明水体为立新河，由于立新河河谷区地势低洼，有利于地表水和地下水的聚集，故为本井田地表水和地下水的排泄区。河谷平原被第四系含水层覆盖于煤系地层之上，进而形成大气降水－河流－第四系含水层－煤系地层的水力联系，建井初期其补给条件优越，岩层富水性强，据1992年的实测资料表明，河谷区矿井五采区和六采区涌水量分别为123.6立方米/小时和298.7立方米/小时，目前五采区和二采区已进入一水平下山区开采，各煤层采后充水已进入稳定期，加之地表立新河的综合改造，该充水链条已明显减弱，据2009年实测资料五采区和三采区的涌水量仅为70.8立方米/小时和71.8立方米/小时，明显进入稳定期，目前矿井主要充水因素为层间含水层水，以静储量消耗为主，局部来自采后积水，2009年末全矿井涌水量最大仅为217立方米/小时，且十分稳定。由此可见，本区除东部和南部有坡残积层覆盖，以地下迳流排泄外，大部分是基岩裂隙潜水区，加之地形地貌的直接影响，加快了地下水的排泄速度，形成了补给区和排泄区为邻现象。
新铁煤矿生产矿井均进入一水平下山区开采，-100m标高以下，小井的采掘活动均在+100m标高以上。与大井有关的小井均留设了合理的防水隔离煤柱，生产矿井的充水因素，有以下几个因素组成：①大气降水间接补给，间接向矿井充水；②层间含水层水以淋水方式进入矿井；③断层水以涌水方式或淋水方式进入生产矿井；④老窑积水区通过岩层裂隙以淋水方式进入生产矿井。
3矿井开采受水害影响程度和防治水难度的评价
新铁煤矿为砂岩裂隙充水矿床，矿井涌水量主要来自动用煤层顶板砂岩裂隙水，局部来自自身采后积水，矿井涌水量在130-200立方米/小时。
新铁煤矿目前大多数采区已开采到-350米标高以下，三采区、六采区局部动用煤层还在-100米标高以上，三采区114#左三片掘进已安全贯通，掘进施工时已经超前探放水，探后无老窑积水。六采区已与新富矿五井及双龙煤矿留设合理安全隔离煤柱，同时对其监管测量，能保证大小井各自安全生产。五采区已进入-350米标高以下开采，无外来补给水源，仅消耗煤层顶板砂岩裂隙含水层的静储量。八采区地表汇水面积小，大气降水对其补给量不大，对采区安全生产不构成威胁。整个矿井防治水措施主要采取地表塌陷坑回填，井下探放水，矿井防治水工作易于进行。
4矿井水文地质类型及防治水建议
依据《煤矿防治水规定》，新铁煤矿受采掘破坏影响的孔隙裂隙含水层补给条件一般，有一定的补给水源。单位涌水量小于1.01.s-1.m-1，矿井存在少量老空积水区，积水位置、范围、积水量清楚。矿井涌水量小于600立方米/小时，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井生产安全。矿井防治水工作易于进行。所以，将新铁煤矿矿井水文地质类型定为中等。新铁煤矿防治水工作的重点是针对二水平水文地质条件变化情况，并采取有效防治措施，确保新铁煤矿今后的安全生产。