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大慶二號井水災(zāi)原因分析及防治

作者:王德明  
評論: 更新日期:2011年02月24日

 1.概況。
  大慶二號井位于后所礦區(qū)一井田范圍,現(xiàn)生產(chǎn)能力為18萬噸/年,是后所煤礦主要產(chǎn)煤井之一。該井西部與大慶一號井(1995年初報(bào)廢)相鄰,以﹢1800米水平為界;北部與煤炭灣礦井(1989年9月報(bào)廢)相鄰,以﹢1740米水平為界;北西部與迤山口煤礦相鄰,以﹢1725米水平為界;北東部與楊家溝煤礦相鄰;南西部與中安鎮(zhèn)大井邊煤礦相鄰,以﹢1770米水平為界。一采區(qū)1601、1901工作面上部與大灣頭煤礦(已關(guān)閉)、煤炭硐煤礦相鄰;二采區(qū)淺部與四屯煤礦相鄰。因種種原因,周邊小煤礦均與大慶二號井多處打通過,小煤礦之間也曾多處打通,小煤礦與報(bào)廢的大慶一號井、煤炭灣井也曾多處打通。
  從以上礦井分布情況看出,大慶二號井四鄰關(guān)系及采掘工程分布都很復(fù)雜,相鄰小煤礦均為斜井開拓,礦井水都滲透或排放到大慶二號井井下,大慶二號井間接承擔(dān)著四鄰小煤礦、私挖亂采老窯、兩個(gè)報(bào)廢礦井的排水工作,水文地質(zhì)條件由簡單變得日漸復(fù)雜。
  大慶二號井2004年至2006年,井下最小涌水量為2643.36m3/晝夜(2005年6月30日),最大涌水量為19003.46m3/晝夜(2004年7月12日),一般涌水量為6709m3/晝夜,2007年1月至8月,最小涌水量為3046.8m3/晝夜(4月20日),最大涌水量為27560m3/晝夜(8月2日),一般涌水量為4900m3/晝夜,最大涌水量是最小涌水量的9.05倍,是一般涌水量的5.62倍。2007年最大涌水量是前三年最大涌水量的1.45倍,最小涌水量的10.43倍,一般涌水量的4.11倍。以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,2007年1月至8月最大涌水量是前三年最大涌水量的1.45倍,而一般涌水量比前三年的小,這主要是2007年7月下旬至8月上旬該地天氣連續(xù)降中大暴雨,雨量集中滲透到井下產(chǎn)生的結(jié)果。從以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)反映出:一是礦井涌水量的大小與地表降雨量關(guān)系密切,連續(xù)降雨量越大,井下涌水量也越大;二是礦井涌水量與開采面積變化有關(guān),井下涌水量隨開采面積的增加而增加。主要原因是采動(dòng)后引起采空區(qū)上部地層下沉,下沉過程中產(chǎn)生大量的裂隙,裂隙勾通了更多更廣的含水層,上覆煤層采空區(qū)積水和地表水,使先前相對孤立的水源產(chǎn)生了水力聯(lián)系。

  2.水災(zāi)原因分析。
  2.1.天氣因素。2007年7月下旬至8月上旬,該地天氣連續(xù)降中大暴雨,降雨量集中,水量增加迅猛。大氣降水有的通過采動(dòng)裂隙滲透到井下,有的匯聚到山澗沖溝,直接灌入廢棄老窯流到井下采空區(qū)。
  2.2.采動(dòng)面積增大。大慶二號井與相鄰老礦井、小煤礦、私挖亂采老窯井,到目前為至,采動(dòng)平面積已達(dá)572萬m3。在這個(gè)采動(dòng)范圍內(nèi),地層裂隙發(fā)育,是大氣降水向下滲透的良好通道。據(jù)實(shí)測統(tǒng)計(jì),2007年1月至8月,該井田單位面積最小涌水量為5.33m3/萬m3.日,單位面積最大涌水量為70.03m3/萬m3.日,一般涌水量為8.57m3/萬m3.日,水災(zāi)期間平均單位面積涌水量為40.93m3/萬m3.日。雨季與枯季相差13.13倍。
  2.3.水力聯(lián)系復(fù)雜。該區(qū)地表露頭煤、風(fēng)氧化帶私挖亂采老窯數(shù)量較多,一些分布在山澗沖溝兩側(cè)低洼處,雨季山溝洪水容易直接灌入。廢棄老窯采空區(qū)大多與地方小煤礦連通,小煤礦采掘工程又相互勾通,小煤礦巷道又多處與大慶一號井、煤炭灣井、大慶二號井采空區(qū)和采區(qū)主巷打通。再加之該區(qū)采動(dòng)裂隙和大中型斷層構(gòu)造發(fā)育,它們成為該區(qū)水力聯(lián)系的良好通道。每年雨水季節(jié),少部分大氣降水通過采動(dòng)裂隙和斷層裂隙直接滲透到大慶二號井井下,大部分是灌入老窯硐,流入小煤礦采空區(qū),再流入煤炭灣井和大慶一號井采空區(qū),最后匯聚涌入大慶二號井最低水平。
  2.4.排水能力不足。7月下旬至8月5號,每天都有中到大雨,甚至暴雨,過大的降雨量造成大慶二號井涌水量增大迅猛,7月28日被迫停產(chǎn)抗洪。至8月2日,涌水量創(chuàng)該礦井最高歷史記錄,達(dá)27560m3/晝夜,是枯季涌水量的十倍多,是全年一般涌水量的四倍多。8月1日至9月,該井涌水量穩(wěn)定在24144m3/晝夜至27560m3/晝夜。大慶二號井水泵排水額定流量累計(jì)為930m3/時(shí),有效功率75%左右,實(shí)際排水能力流量為697.5m3/時(shí)(16740m3/晝夜),低于礦井最大涌水量10820m3/晝夜,排水能力明顯不足。
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