某矿矿井煤底板岩溶水水害防治可行性

1、Word文档 某矿矿井煤底板岩溶水水害防治可行性 A组煤含1、2、3煤三层，本井田2煤、3煤缺失。1煤厚度0-10.35m，平均6.99m。1煤底板隔水层厚度14.8021.90m，平均17.67m；受构造影响地段，厚度仅为1.758.07m，平均5.72m。第一水平标高-600m，灰岩水头压力6.256.1Mpa，向深部增大。具有开采煤层厚度大、底板隔水层厚度小、 灰岩水头压力大的特点，因此实现1煤平安开采，必需对底板岩溶水害进行有效防治。 1 不利条件 1.1 区内的西三采区已发觉一疑似陷落柱。谢桥矿2#岩溶陷落带探测资料和东风井-440m回风道其次次注浆堵水工程资料表明：即使发育到1煤至

2、8煤中的岩溶陷落带内不含(导)水，但是在影响带内，水文地质条件简单,高角度裂隙易导水。 1.2 灰岩水头压力大。在水压6Mpa条件下开展岩溶水害防治井下工程，两淮矿区尚少先例，难度很大。 1.3 底板隔水层厚度小。淮北、皖北矿区，开采煤层距太原组灰岩50m左右，而本区1煤底板隔水层厚度仅为18m左右。 1.4 突水系数大。据淮南矿区老区A组煤平安开采的胜利阅历，突水系数即每米底板隔水层厚度所承受的最大水压值为0.05Mpa。按本区1煤底板隔水层厚度平均为17.67m计算，每米隔水层实际承受的水压值为0.345MPa。 1.5 疏水降压难度大。矿井-600m水平灰岩水头压力6.1Mpa左右，平安

3、水头值为0.884Mpa。若达到平安水头值，需降压5.216Mpa。 本期地面钻探工程揭露灰岩的10个钻孔，有2个孔穿过太灰、奥灰见寒灰，1个孔穿过太灰见奥灰，1个孔揭露C31-11层灰岩，2个孔揭露C31-9层灰岩，3个孔揭露C31-5层灰岩，1个孔揭露C31-3下层灰岩，均未见溶蚀现象和漏水，抽水时最大涌水量仅为0.29m3/h。10个钻孔分布在间距4101040m的6个不同地段，足见灰岩岩溶发育和富水性极不均一，给合理布置井下灰岩放水钻探工程以取得较好的疏水降压效果带来很大的困难。 1.6 矿井地处陈桥背斜的东南倾伏端，地层走向呈不完整的弧形转折，北向西、东西向两组断层较发育，构造简单程

4、度属于中等。部分断层切割煤系及灰岩地层，使1煤底板隔水层的连续性及稳定性受到破坏，在采动矿压和水压的综合作用下，可能成为导水通道。 1.7 1煤平均厚度为6.99m，属单一厚煤层。若一次采全高，底板破坏深度会比中厚煤层开采增大。 2 有利因素 2.1 灰岩岩溶发育程度和富水性向深部减弱，是岩溶含水层的区域性规律；已有资料表明：本区及相邻矿井亦具有与此相同的规律。谢桥矿2岩溶陷落柱带探测工程奥灰、寒灰深部岩溶发育、富水性较强，是岩溶陷落影响带的结果，并不具有普遍性。 矿井第一水平标高-600m，深度较大，分析认为：灰岩富水性会趋于减弱。 2.2 谢桥矿东风井及-440m水平回风道突水，造成区域太

5、灰、奥灰、寒灰水位下降，具有补给量不丰富，储存量消耗的特征。 2.3 谢桥矿-440m水平回风道突水点涌水量在1995年9月第一次注浆堵水工程结束时为344.50m3/h，2021年平均为280.78m3/h,削减了63.72m3/h，即涌水量随时间延长有所衰减，补给量与排泄量渐渐趋于平衡。其次次堵水过程中，突水点涌水量渐小，2021年8月1日-3日平均为200.66m3/h，同年7月30日，距东风井315m的K4孔（C31-4层灰岩）水位埋深降至228.80m，标高约为-202.50m；表明在有奥灰水补给的条件下，疏水依旧能使C3组灰岩有较好的降压效果。 2.4 C3组灰岩是1煤开采可能造成

6、直接充水的含水层组，含水小、局部中等。该组灰岩中，以C33上 、C33下厚度较大，富水性相对较强。据已有资料，1煤底板距C33上层灰岩26.0035.60m，平均为27.54m。C31层灰岩富水性微弱，C32层灰岩赋存不稳定，可以作为相对隔水层来利用。 2.5 岩溶含水层上缓倾斜煤层平安开采，国内外已有大量胜利实例，淮南矿区老区亦有许多讨论成果和实践阅历，其中包括：在受大气降水补给、局部受奥灰水补给的条件下，对C3组灰岩疏水降压到平安水头值，未发生过底板灰岩突水事故。谢一矿在-480、-567、-660m水平将巷道直接布置在C31层灰岩中，取得了疏水截流的效果。原谢二矿采纳钻孔和巷道疏水相结合

7、的方法，在-660m水平灰岩放水孔涌水量小，疏水效果差的状况下，施工放水石门穿过C31、 C32层灰岩并揭露C33上层灰岩，涌水量80.00m3/h，取得了良好的降压和平安开采效果。 3 基本成果 矿井北接顾桥矿南部“X”共轭剪切构造特别区即有争议的新构造或疑似岩溶陷落带，西邻谢桥矿-440m回风道底板灰岩突水区和1#、2#实见岩溶陷落带（柱），区内亦已发觉有疑似岩溶陷落柱。 潘谢新区及相邻的新集矿开发建设以来，尚未实施灰岩疏水降压工程。灰岩地下水位下降，主要是谢桥矿东风井和-440m回风道突水、灰岩地下水补给排泄和补给量不丰富、储存量消耗的结果。通过对谢桥矿东风井-440m回风道突水其次次注

8、浆堵水工程的水位动态观测资料，2#岩溶陷落带XLZ3孔奥灰、寒灰段抽水、C3-组灰岩观测孔水位下降资料和顾桥井田水34、水16孔C31-4层灰岩抽水，C3-组灰岩、奥灰观测孔水位下降的资料综合分析认为：各层组灰岩间存在着水力联系，底部灰岩水补给C3-组灰岩。 据已有资料初步分析，井田灰岩水文地质边界条件为：北西部即灰岩露头区，分布有厚度较大的新生界“中隔”，为相对隔水边界；井田北部，F215断层造至太原组与上盘煤系地层相对接，但F109断层又造至1煤及底板太灰与下盘奥灰相对接，总体为给水边界；井田西部与谢桥矿相邻，为给水边界。 类比谢桥矿东风井-440m回风道突水量为矿井-600m水平灰岩涌水量初步估计结果，即