【摘要】 通过对剑斗矿区煤矿生产矿井井温的观测纪录，得到矿区南北矿段矿井井温的不同特点。分析矿区地质构造和水文地质特征，探讨矿区北块段井温异常原因。提出降温措施建议，改善井下作业环境。
【关键词】 井温异常 原因 探讨
一 概况
剑斗矿区位于安溪县城西北37km处的剑斗镇。矿区内主要矿产资源有无烟煤、石灰石等，呈北西－南东方向条带状分布于后井汤内坂至东阳招安一带，面积约6.3km2。出露地层从老到新依次是：二迭系下统棲霞组(P1q)、文笔山组(P1w)、童仔岩组(P1t)、二迭系上统翠屏山组(P2ch)和侏罗系上统长林组(J3chL)。
矿区现有四对煤矿矿井和六对石灰石矿井，其开拓方式均为平硐暗斜井或明斜井。可是矿区西北块段与东南块段(以下简称为北块段和南块段)的井温差异很大，北块段矿井井温异常，个别工作面温度高达35℃；而南块段井温未见异常现象。现根据煤矿井近年来的井温纪录，结合矿区地质报告及矿井地质实际揭露的资料，对其原因进行探讨，并建议采取相应的技术措施，改善井下劳动条件，提高资源回收率。
二 煤矿井井温记录及井温特点
安溪县煤矿两对生产矿井为后井矿井和大畲矿井，分别位于矿区的北块段和南块段。下面是2003年度两个矿井的井温记录：
从下表可以看出两个矿井的井温特点：
1、矿井的地表温度随季节而变化 。井下温度相对稳定。
2、井下的气温变化幅度大于岩温变化幅度，且随着矿井的不断延深，井下的气、岩温均有上升；后井矿井上升幅度大，井温异常，大大超出了《煤矿安全规程》规定的矿井温度(28℃)。大畲矿井井温属正常范围。
3、后井矿井井温异常，与外界地表气温的变化影响基本无关或影响不大。
三 矿区地质构造和水文地质特征
剑斗矿区位于福建省北西向构造即晋江-永安断裂和东西向构造仙游-漳平断裂的交汇处。在两大断裂的影响下，次一级断裂极为发育。地表出露的断层以走向北北西和近东西向的两组正断层为主，主要的有F1、F2、F8等断层，其中F1和F8断层位于矿区的西南侧，切割的地层自北向南分别为二迭系童仔岩组(P1t)含煤地层，个别地段见下古生界的变质岩和棲霞组灰岩，还有建殴群组隔水层。在矿区东南部，这些断层远离二迭系地层。因此，这些断层控制了矿区南、北块段地下水通过其它断层导入矿井的不同情况。其次，矿区内近东西向正断层直接切割了矿区的地层，在北块段造成了二迭系地层的残缺不全，把井田分割成了若干个小块段，控制了矿坑水的来源。
由于F1、F2和F8断层对矿区水文地质有着特殊的作用，特作较为详细的介绍：
F1断层位于井田的西南边界，其走向为北西330°左右，延伸长度大于6000m。在矿区的北块段，此断层的下盤为下古生界(PZI)变质岩，上盤为下二迭统童仔岩组(P1t)第三、二段上部地层，个别点与变质岩与棲霞组灰岩接触。断层的西北端有汤内坂温泉，西南端有剑斗温泉，其出露标高分别为+245m和+225m。近期资料显示，汤内坂温泉泉温80℃，剑斗温泉泉温46℃。两泉点直距4250m，与后井矿井主平硐直线距离分别为2700m和1700m。
F2号断层走向与F1号断层基本平行，其延伸长度为1250m。该断层发育于童仔岩组三段地层，西南端连接于剑斗温泉附近。
这两条断层均为张性断裂，断层破碎带明显，有石英脉贯入或火成岩脉侵入，推测为汤内坂温泉和剑斗温泉泉水向矿区北块段运移的主要通道。由于F1断层西南侧的变质岩透水性差，为良好的隔水层；因此，两端温泉水沿着断层运动时，只能向灰岩和煤系地层方向渗透。
南西方向的F8断层为张性断层，直接或间接与F1、F2等断层连通，断距一般小于30-50m，且从浅部到深部断距有变小趋势。这组断层在矿井井下已有部分揭露，见0.10-0.50m的破碎带，并有不同程度温泉水淋水现象。如+307平硐北石门、暗斜井+270水平石门及副下山向二片盘延深迎头，水温大于30℃。矿井内自高水平向低水平水温有较大幅度的递增现象。如+307水平为30.5-31℃，+240水平为32-35℃，个别点有时达到35℃。在同一水平中，从巷道顶帮淋水和巷道底板流出的水温也有差异。这些为分析和探讨井下温水的来源，提供了一定的依据。
在此块段深部存在辗掩断层(脱底断层)，并与上述断层相沟通，其上盘为棲霞组灰岩(P1q)或文笔山(P1W)泥岩与童仔岩组第三段下部(P1t3-1)或者是第二段上部(P1t2-3)接触，并以后者为主。文笔山组泥岩裂隙不发育，为良好的隔水层；童仔岩组第三段下部和第二段上部由中-细粒砂岩、粗粉砂岩组成，裂隙较发育，有的分选性、胶结不好，温水潜入其裂隙、孔隙之中，给地下水提供了储存空间，形成煤系地层内的含水层。该断层面呈波状起伏，凹陷处又给地下水提供了蓄水条件。同时，该潜水面可造成一定的坡度，使地下水承压。当井巷工程揭穿潜水面时，储存于含水层及凹陷处之中的地下承压水，必然涌入巷道内。
四 矿井井温偏高的形成机理及降温措施建议
综上所述，矿区北块段矿井井下温度偏高，主要影响因素是温泉水通过F1、F2、F8以及脱底断层的潜水面流动并渗入到煤系地层的裂隙和孔隙之中。煤系地层的裂隙、孔隙中存在的温泉水，通过热的接触传递，使其岩温升高。当矿井开掘巷道或开采煤层时，岩体(包括煤体)储存的热量以及涌入巷道的温泉水的热量，通过热幅射、对流等传导方式，使巷道中空气的温度升高。
该矿区北块段石灰石矿井内温度偏高的原因与煤矿井井温偏高的原因是一样的。
结合目前可行的经济技术条件，要把偏高的井下温度降下来，建议采取强化机械通风和进行井壁洒水两项措施。加强机械通风，就是加快井下空气的流动，以尽可能大量的新鲜、温度较低的空气，将井下被水温、岩温幅射加热的空气和井下废气尽快地排出矿井之外。进行井壁洒水，就是把井外的冷水引进井下并喷洒在岩壁上，降低岩壁和巷道水的温度，减少其热幅射强度，达到降低井温的目的。若两种措施同时使用，降温效果将会更加明显。
五 结论
剑斗矿区北块段煤矿和石灰石矿井温偏高的原因，主要是由于该矿区温泉水活动剧烈。导水断层将温泉水导入矿体及其围岩中的裂隙、孔隙含水层中，提高了岩(矿)温。当矿井进行开拓和开采活动时，围岩(矿)及巷道涌水中的热量，通过热的幅射、对流等传导方式，传递给巷道中空气，使其温度升高。强化机械通风和对岩壁进行洒水可以降低井温，以改善劳动条件，提高劳动生产率和资源回收率。
参考文献
〔１〕《煤矿水文地质学》煤炭工业出版社1982.6；
〔2〕《福建安溪东阳井田普查（最终）地质报告》福建省一九七煤田地质队1986.1。