承压水上开采煤层突水分析及防治技术

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1、2012年第8期煤炭工程生产技术承压水上开采煤层突水分析及防治技术闫明，张东营，殷胜娥(义马煤业集团股份有限公司，河南义马472301)摘要:通过对新义煤矿水文地质条件分析、奥陶系灰岩含水层观测孔水位观测、工作面突水水质化验分析比对及工程验证等情况的探讨，认为新义煤矿12011工作面突水水源主要为顶板砂岩水，有少量奥陶系灰岩水参与，其导水通道为工作面回采形成的顶板导水裂缝带及底板隐伏构造带。通过采用以疏为主，其他为辅的治理措施，保证了承压水上回采工作面安全生产。关键词:煤矿安全;承压水;工作面突水;突水水源;水质+中图分类号:TD745.2文献标识码:B文章编号:1671－

2、0959(2012)08-0063-03新义煤矿位于新安煤田的深部，所采煤层为二叠系山西组二1煤层，煤层埋深600～1000m;影响矿井安全开采的突水水源主要是煤层底板奥灰承压水和顶板砂岩水的威胁。文章通过对12011工作面突水经过、特征、突水量等情况的探讨，分析了突水水源、突水通道等因素，提出了突水治理措施，有效治理了水患问题，这对类似条件矿井突水防治有一定的借鉴意义。1工作面水文地质概况12011工作面位于矿井12采区东翼，倾斜长壁布置，图112011工作面岩层柱状图工作面倾斜长794m，走向长140m，工作面标高－213～－296m。煤层厚度为4.1～10m。二1煤层

3、结构松散，连结山西组顶界上部的紫色泥岩和砂质泥岩隔水层。性差，坚固性系数小于0.2，属特松软煤层。煤层顶板分别地质构造条件是矿井突水的导水通道之一。该工作面为山西组大占砂岩、香炭砂岩等含水层组，抽水试验及生在掘进过程中，未揭露断层，局部仅有小褶曲存在。产实际揭露表明，钻孔单位涌水量q=0.00025～0.181L/s为了进一步查明12011工作面的水文地质条件，分析·m，为弱至中等富水含水层，工作面在掘进期间部分巷道工作面底板以下70～100m范围内灰岩富水性，评价工作面顶板出现滴水、淋水现象。该工作面底板距奥陶系石灰岩受水害威胁程度，该工作面形成后，对工作面底板进行了含水

4、层平均约52～63m，承受水压约4.5～5.7MPa，属于承瞬变电磁探查。探查结果显示:12011工作面底板存在2处#压水上开采。该工作面于2010年11月开始回采，目前已中度低阻异常区，1异常区位于工作面底排巷正头向外回采300余米，工作面涌水量为290m3/h。200～340m，该区域基本上位于二1煤层下40m以深，视电查清工作面水文地质条件是开展矿井防治水工作的基阻率值偏低，属中度异常。分析此区域可能岩溶溶隙发育，#础。该矿井的主要含水层有底板奥陶系灰岩岩溶裂隙承压溶裂隙充水;2异常区轨道联络巷口向里200～300m经钻含水层，太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层，顶板山西组

5、砂探验证，此处低阻异常区视电阻率值相对偏低，属轻度异岩孔隙裂隙承压含水层，上、下石盒子组砂岩裂隙承压含常。分析在此低阻异常区内，底板岩层岩溶裂隙相对发育水层，平顶山砂岩裂隙含水层，第四系冲积、洪积砂、卵而具有一定的富水性。经钻探验证，钻孔最大涌水量为3石孔隙含水层。其中，奥陶系高承压灰岩水和顶板砂岩水12.5m/h，探查结果如图2所示。是矿井主要的突水水源。12011工作面岩层柱状图如图12突水特征及其分析所示。隔水层是唯一抑制矿井突水的有利因素，该矿井的主2.1突水特征要隔水层有底板本溪组铝土质泥岩或铝土岩隔水层、二1煤12011工作面于2010年11月开始回采，工作面回

6、采3层底板至L7灰岩顶部之间的砂质泥岩和泥岩隔水层，顶板15m时，顶板开始淋水并逐渐增大到约20m/h，2011年1收稿日期:2011－12－05作者简介:闫明(1970－)，男，河南沈丘人，工程师，1990年毕业于杭州煤校地质专业，现从事矿井水文地质工作。63生产技术煤炭工程2012年第8期2.2突水机理分析2.2.1突水水源分析1)地下水动态观测。工作面突水后，位于东翼的11采区1号奥灰水水文观测孔及位于西翼的12采区3号奥灰水水文观测孔水位均有明显下降，分别下降了100m、110.5m，下降幅度较大，说明工作面突水水源有底板奥灰图212011工作面瞬变电磁勘探水的直接

7、参与，水位变化趋势如图3所示。低阻异常区分布图2)水化学分析。工作面突水后，分别于工作面支架顶月6日，工作面回采到32m时，涌水量急剧增大至180板处、工作面胶带巷老塘处及工作面切眼后溜处，每周一3批次取水样化验分析。分析结果显示:顶板处水化学类型m/h后趋于稳定，2月17日，回采至55m时，涌水量又逐渐增大，水量约268m3/h。现水量稳定在290m3/h左右。为HCO3－K·Na型，老塘处及后溜处水化学类型均为突水特征主要表现为:随工作面推进突水;突水点分HCO3－Ca·Mg－K·Na型。经分析比对，顶板水与副