1. 工程概述

红旗煤矿隶属于山东宏河控股集团嘉祥红旗煤矿有限公司，行政区划隶属济宁市嘉祥县管辖，其井田位于巨野煤田东北部。本区地貌类型为冲积平原。井田内地势平坦，地势略呈西南高东北低，地面标高一般为+36～+38m，地形坡度1/5000～1/10000，没有山丘，微地貌有缓平坡地、浅平洼地、河槽洼地等类型。本矿井工业广场地面标高+38.20m，主、副井井口标高为+39.50m。

河流属淮河流域南四湖水系，区域内水系比较发育，主要河流有郓城新河、京杭运河、红旗河、新赵王河和赵王河故道。其中红旗河从井田北部穿过，该河总体走向为西北～东南向，向东南与区外的京杭运河相连，为季节性河流，堤顶高程40.39~41.48m，堤顶宽度5m。

2. 矿区水文地质条件分析

红旗煤矿井田内对矿井建设及生产有影响的含水层自上而下主要有第四系砂砾层，新近系砂层，侏罗纪三台组砂岩，二叠纪石盒子群砂岩裂隙含水层，3煤层顶、底板砂岩裂隙含水层（简称3砂），太原组第三、八、九、十_下层灰岩（简称三灰、八灰、九灰、十_下灰）及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层。其中3煤顶、底板砂岩和太原组三灰是开采上组煤的主要充水含水层。

井田隔水层组较多，各主要含水层及含水段之间均有隔水层存在。主要隔水层（组）有第四系、新近系隔水层组，石盒子群隔水层组，太原组泥岩，铝质泥岩隔水层组，17煤层至奥灰铝土岩、泥岩隔水层组。

红旗煤矿所在区域复杂的水文地质条件，尤其是多层次的含水层与隔水层交互存在，对煤矿的安全开采构成了严峻挑战。根据各含水层对矿井3煤层开采影响程度分析，预测未来5年矿井生产中主要是受新近系底部砂砾层孔隙含水层、3煤层顶底板砂岩含水层、三灰含水层、含导水断层和老空水的影响，因此生产中主要需针对上述水害影响因素开展防治水工作，确保矿井的安全生产。

3. 地质防治水技术在煤矿开采中的应用

3.1防治水中长期规划

红旗煤矿生产接续计划主要在31、32采区。未来5年红旗煤矿主要防治水工程如表1所示。

表1 红旗煤矿未来5年防治水工程计划

3.2矿井“一矿一策”水害综合治理

3.2.1 地表水治理

（1）雨季前清挖疏通地面泄水沟，保证雨季降水的外泄。井下水仓、沉淀池和水沟中的淤泥雨季前必须彻底清理。

（2）加强气象、水利、防汛等部门联系，及时掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息，密切关注灾害性天气的预报预警信息，建立灾害性天气预警制度。

（3）加强雨季地表水体巡查、堤坝巡查，特别是接到暴雨灾害预警信息和警报后，实施24小时不间断巡查；矿区降大到暴雨时和降雨后，必须派专业人员分工观测井上积水情况、井下涌水量等有关水文变化情况以及矿区附近地面有无裂缝等现象；按规定及时启动应急预案。

（4）备齐防洪物资，地面各要害场所如主副井口、风机房等地点备齐防洪物资，防止洪水突入井口及重要作业场所。

3.2.2顶板水治理

（1）顶板富水性探查。为了更为合理的布置井下疏降、疏干工程，需要探查顶板砂岩水的富水区。采用方法为水文地质物探，由于煤层埋藏深，主要采用井下物探方法。因此在井下各采、掘工作面施工期间计划采用直流电法及瞬变电磁等方法，探查圈出工作面顶板范围内的富水区，为后续的疏干工程提供靶区。

（2）疏降工程布置。井下疏降采用的主要方法为钻探，钻探主要是进行物探验证和探放水。工作面掘进期间每隔80～100m设置一个钻场，疏放水钻孔要尽可能覆盖整个工作面，平行于巷道方向的钻孔平距至少大于钻场间距，垂直巷道方向的钻孔平距等于或大于工作面倾向长度的一半，使得整个工作面的疏放水盲区尽可能少，达到最佳疏放效果，在物探探查的富水区要增加钻孔数量。在探放水过程中，要随时观察顶板含水层的水位及变化趋势，同时根据钻孔水量变化分析探放水效果；其次要根据钻孔水量变化，保障探放水工作面的排水设施和排水能力。

3.2.3底板水治理

对北翼大巷处地质及水文地质情况进行了详细分析，并结合充水水源、通道及强度三个方面，确定北翼大巷水害威胁性最大的是奥灰含水层通过断层破碎带在巷道围岩变形薄弱区，主要位于F14断层以南的巷道范围。基于此，红旗煤矿已设计采取三维高密度直流电法和瞬变电磁法两种物探方法对北翼大巷开展超前物探，结合钻探对掘进区域巷道周围100m内的主要含水层进行注浆加固并进行效果检验。并且确定了防治水重点及水灾事故应急处置措施，确保该北翼大巷顺利掘进。对于未来采掘过程中的可能发生的底板水害防治，应主要集中在底板垂向隐伏导水构造的探查及底板局部破碎带的治理。

3.2.4老空水治理

本矿采空区局部低洼处存有积水，其分布状况已排查。通过设定积水线、探水线、警戒线、停采线并严格执行超前探测，采、掘生产过程中坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，超前疏放老空积水，以消除老空水害。下一步应当进一步完善井下各地点的老空水监测系统，对老空积水情况进行动态监测，了解老空水动态变化情况。

3.2.5构造水治理

本井田断层较发育，红旗煤矿已对各采区进行了防隔水煤（岩）柱留设。利用井下物探、钻探等手段探查3煤顶底板、三灰含水层水文地质条件，坚持“物探先行，钻探补充”工作方针，在井下物探工作的基础上，在富水区域进行井下钻探工作。同时，加强采区内3煤层开采期间井上下水文动态监测和分析。

3.3“一面一策”水害综合防治

3.3.1掘进工作面

（1）疏放老空水时，由地测部门先对积水采空区进行分析，编制专门疏放水设计，可采区超前探放水措施，煤矿总工程师组织审批后，按设计实施。疏放过程中，应当详细记录放水量、水压动态变化。放水结束后，对比放水量与预计积水量，采用钻探、物探方法对放水效果进行验证，确保疏干放净。

（2）通过对矿井水文地质条件及出水原因、水源等的分析，同时总结、借鉴以往堵水经验，决定采用“堵源截流、查堵结合”的堵水方案。采取探查突水通道，封堵十_下灰含水层的方法封堵治理出水，在轨道大巷适当位置布置钻场，通过施工注浆孔，钻孔布置终孔层位主要集中穿越断层带到达十_下灰，注浆目的层初步确定为十下灰含水层和断层带两侧的裂隙。首先通对十_下灰含水层注浆。即采取先对含水层进行注浆，填充含水层的裂隙过水通道，截断补给源，而后对断层带的裂隙通道进行注浆加固，彻底封堵北翼大巷一号联络巷处底板出水。

3.3.2回采工作面

以3191外掘进工作面为例，其受老空水威胁，3130采空区积水影响其采掘工程。超前疏干后可采掘，常规治理后安全生产。掘进前，在3191外轨道顺槽打放水钻孔，记录涌水量变化。若涌水量下降并稳定，说明疏放积水效果好。矿方应请物探队伍验证，无低阻异常则可安全采掘。回采需报批积水缓采区转换可采区报告。

结 语：

红旗煤矿在复杂水文地质条件下，根据地表水、顶板水、底板水、老空水、构造水不同水害威胁，提出矿井“一矿一策”水害综合治理方案。基于各掘进工作面和回采工作面所面临的主要水害，提出了“一面一策”水害综合治理方案，对处于缓采区和禁采区的采掘工程提出了专项探查治理方案措施，对处于可采区的采掘工程提出了常规探查治理方案。然而，我们也清醒地认识到，随着开采深度和强度的不断增加，新的水害挑战将不断涌现。因此，在未来的工作中，我们将继续加强技术创新和人才培养力度，不断提升防治水工作的科技含量和智能化水平。同时，我们还将积极倡导绿色开采理念，努力实现煤炭资源的可持续开发和利用。

参考文献：

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[2] 师永丽.复杂水文地质条件下煤矿开采综合防治水关键技术[J].矿业装备.2023（2）：26-27.

[3] 刘晓斌.浅析煤矿开采水文地质条件及防治水技术研究[J].当代化工研究.2022(13)：129-131.