龍王廟煤礦10煤層底板灰?guī)r富水性與防治對(duì)策

摘要：文章根據(jù)龍王廟煤礦本次地面補(bǔ)勘鉆孔對(duì)太灰抽水試驗(yàn)資料，分析10煤層底板太灰的富水性及可能造成的水害隱患為10煤層的開(kāi)采提供預(yù)防太灰水害的防治對(duì)策

關(guān)鍵詞：太灰水；抽水試驗(yàn)；富水性；防治對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TD74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）07-

1 礦井概況

龍王廟煤礦位于宿州市東南約22km，屬宿州市埇橋區(qū)蘆嶺鎮(zhèn)管轄。井田南北長(zhǎng)1.7～4.6km，東西寬1.2～1.7km，面積約7.70km2，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.45Mt/a。井田內(nèi)先期開(kāi)采煤層有72、82、9、10等4層，煤層平均厚度多在1.2～3m之間。開(kāi)采水平-440m。

設(shè)計(jì)首采面為10煤層，位于F1-1～F2兩條斷層之間，可采儲(chǔ)量約10萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)標(biāo)高-430～

-300m。

2 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.1 地質(zhì)條件

龍王廟井田處于宿南向斜東翼北段，徐宿弧形構(gòu)造南段的前緣，西寺坡大逆沖斷層左側(cè)?？傮w為一走向近南北，向西傾斜的單斜構(gòu)造。井田被一系列總體走向北西，傾向北東的逆斷層割切，形成迭瓦狀，井田內(nèi)次級(jí)小褶曲發(fā)育，地層波狀起伏，傾角變化較大。

首采區(qū)內(nèi)已查明的大斷層有兩條F1-1逆斷層，走向N～NNW傾向E～NEE落差0～40m、F2逆斷層走向NE傾向SE落差40～70m，預(yù)計(jì)該區(qū)內(nèi)小斷層較發(fā)育。

2.2 水文地質(zhì)條件

龍王廟井田為隱伏煤田，煤系地層上覆第四系松散沉積層，主要有四個(gè)含水層位（即四含水），三個(gè)隔水層。一般以淺黃色、褐黃色粉砂、礫石、砂礫、粘土質(zhì)砂、細(xì)砂為主。

第二含水層厚一般86～88m，底板埋深78～100.7m，含水層厚5.5～39.3m；本組為孔隙型復(fù)合承壓含水層，砂巖發(fā)育分布不均，富水性也相對(duì)強(qiáng)弱不一，以層間水平逕流為主，在局部地帶接受一含的越流補(bǔ)給，水位變化基本與一含升降同步，并滯后一含。

第三含水層底板埋深159.8～218.5m，含水層厚19.2～99.2m；本組中部有一層厚層粘土將含水層分為上、下兩部分，上部富水性較強(qiáng)，下部富水性較弱。

10煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水是首采區(qū)直接充水水源，底板灰?guī)r水是間接水源。水文地質(zhì)條件屬?gòu)?fù)雜類(lèi)型。

井田共有16個(gè)鉆孔揭露太原組地層，最大揭露厚度251.13m（45-1孔），此孔是由于逆斷層推覆所致，其他鉆孔僅揭露一～二層灰?guī)r。太原組地層由石灰?guī)r、泥巖、粉砂巖及薄煤層組成，以石灰?guī)r為主，祁東礦26-27-6孔打穿了石炭系太原組和本溪組，并揭露奧灰10.60m。太原組總厚192.81m，見(jiàn)石灰?guī)r14層，厚度82.66m，石灰?guī)r厚度占太原組總厚度42.87%。

據(jù)45-1孔對(duì)太原組上部灰?guī)r抽水試驗(yàn)，靜止水位標(biāo)高4.17m，q=0.036L/s·m，K=0.591m/d，水質(zhì)類(lèi)型為HCO3·SO4～Na·Mg·Ca型。

奧陶系灰?guī)r區(qū)域厚度500多m，本井田51-2和48-2兩孔見(jiàn)奧灰，揭露最大厚度為47.20m（48-2孔）。由于奧灰含水層距開(kāi)采煤層較遠(yuǎn)，在正常情況下對(duì)礦井無(wú)直接充水影響。

3 水文地質(zhì)勘探

3.1 地面鉆探

由于本井田前期只提供了詳查地質(zhì)報(bào)告，水文地質(zhì)資料不全，所以后期又補(bǔ)勘了20個(gè)鉆孔，其中有10個(gè)鉆孔做了抽水試驗(yàn)，首采區(qū)有2個(gè)鉆孔分別為“四含”和太灰，其中中2孔揭露第一層灰?guī)r，厚2.95m，一灰頂標(biāo)高為-699.95m，下1孔揭露一～五灰，頂板標(biāo)高-686.53～-622.61m，一～五灰厚度為0.16～24m。

據(jù)下1孔和45-1孔對(duì)一～四灰含水層抽水試驗(yàn)：靜止水位標(biāo)高1.99～4.17m，q=0.000705～0.036L/s·m，k=0.00139～0.591m/d，富水性弱，水質(zhì)類(lèi)型為CO3-k+Na型或HCO3·SO4～Na·Mg.Ca型，礦化度1.037～1.08g/L，全硬度0.031～0.492g/L，pH值為11.64。

3.2 井下措施

根據(jù)首采區(qū)補(bǔ)勘的2個(gè)揭露灰?guī)r鉆孔資料，中2孔10煤層底板距一灰頂板136.52m，下1孔118.43m，距離都比較遠(yuǎn)；但由于中間有F2、F3兩條大斷層，現(xiàn)在還不能肯定太灰水對(duì)10煤層開(kāi)采有沒(méi)有影響，為了消除太灰水害，在進(jìn)入10煤層前必須對(duì)其底板做井下超前探放鉆和瞬變電磁進(jìn)行綜合防治，達(dá)到防治太灰水的目的。

4 太灰富水特點(diǎn)

為了提前做好對(duì)首采區(qū)的太灰水防治，本次補(bǔ)勘鉆孔時(shí)特設(shè)計(jì)中2鉆孔落在首采區(qū)附近，下1鉆孔落在首采區(qū)內(nèi)并對(duì)太灰水做了抽水試驗(yàn)；下1孔太灰水的靜止水位標(biāo)高1.99～4.17m，

q=0.000705L/～0.036L/s·m，k=0.00139～0.591m/d，數(shù)據(jù)表明該區(qū)域內(nèi)太灰含水層富水性弱，是10煤層開(kāi)采的間接充水水源。

5 防治水對(duì)策

（1）加強(qiáng)水情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，做好地面觀測(cè)孔水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)水位停止或遽然下降等現(xiàn)象，及時(shí)分析判斷異常原因。當(dāng)涌水量超過(guò)50m3/h，停止工作面生產(chǎn)，制定處理措施。

（2）底板灰?guī)r水的治理不能僅停留在對(duì)富水異常區(qū)進(jìn)行鉆探查明加固，正常地段探查隔水層厚度的治理模式，探查注漿孔的設(shè)計(jì)要以小角度的斜孔為主，并垂直構(gòu)造方向布置，盡可能多揭露灰?guī)r及構(gòu)造裂隙，保證探查注漿加固效果。

（3）設(shè)計(jì)施工灰?guī)r放水孔，加大灰?guī)r水疏放量，有效降低太灰水頭高度，從根本上解決灰?guī)r水的威脅，杜絕水害事故。

（4）健全排水系統(tǒng)，保證排水能力。受水威脅嚴(yán)重的區(qū)域必須做到自流排水，確實(shí)不具備自流排水條件時(shí)，要保證工作面排水能力達(dá)100m3/h，水泵、排水管路的能力相匹配。保證中央排水系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，加強(qiáng)人員值守，保持水倉(cāng)低水位運(yùn)行。

（5）制定應(yīng)急處理預(yù)案，加強(qiáng)干部跟班帶班，作業(yè)場(chǎng)所保持通訊暢通，保持工作面人員撤離路線通暢，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)指揮標(biāo)志，一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情人員能夠安全撤離。

作者簡(jiǎn)介：張文（1965-），男，江蘇徐州人，安徽宿州金獅礦業(yè)有限公司龍王廟煤礦地質(zhì)副總工程師。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）