林南倉(cāng)礦三水平延深地質(zhì)條件研究

高飛

摘要：本文通過對(duì)林南倉(cāng)礦三水平重點(diǎn)延深工程現(xiàn)狀進(jìn)行分析，在地質(zhì)條件方面包括煤巖產(chǎn)狀、賦存條件、控制程度等，在水文地質(zhì)條件方面包括對(duì)礦井充水因素，綜合梳理形成系統(tǒng)，立足基礎(chǔ)資料，提出合理的措施方案，使工程施工達(dá)到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：三水平延深工程；地質(zhì)條件；水文地質(zhì)條件

引言

林南倉(cāng)礦井三水平延伸工程，受地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、軟巖及涌水等諸多方面因素制約，現(xiàn)有支護(hù)條件難以滿足工程要求，為使工程順利開展，而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

一、三水平階段工程及施工簡(jiǎn)介

（一）-900水平兩條斜井

最初雙斜井施工坡度定為.19°，工程選擇在煤12老底深灰色粉砂巖中掘進(jìn)。前半段雖然受小斷層影響，但巷道控制在煤12層位附近，達(dá)到預(yù)計(jì)效果。隨著工程延深至深部之后，煤層傾角逐步變大及斷層影響，巷道直接由煤11進(jìn)入煤9°斜井到900水平后，位于煤8-1頂板，由于地壓增大、構(gòu)造復(fù)雜，巷道變形嚴(yán)重，已停止施工。

（二）-650水平兩條石門

林南倉(cāng)礦三水平-650軌道石門、回風(fēng)石門實(shí)際揭露情況與預(yù)想相比較基本一致，由煤12層位橫穿至A0層，現(xiàn)迎頭位于A0層位附近。但由于受到軟巖及煤5以上砂巖裂隙水共同影響，導(dǎo)致巷道嚴(yán)重變形，工程難以進(jìn)行。

二、三水平延深地質(zhì)條件研究

總體而言，工程受到巖石成分、構(gòu)造復(fù)雜、應(yīng)力集中、深部地壓等地質(zhì)因素及相關(guān)水文因素疊加影響，施工困難。

（一）三水平地質(zhì)條件研究

1.關(guān)于煤層傾角方面：薊玉煤田向斜軸大致呈東西走向，北翼煤層傾角較緩，南翼較陡，盆狀結(jié)構(gòu)底部受地應(yīng)力集中影響，煤層傾角大。三水平工程大部分位于向斜軸南翼，因此隨著其余工程的展開，受煤層大傾角方面的困擾應(yīng)該較多。

2.關(guān)于構(gòu)造方面：林南倉(cāng)井田小斷層較發(fā)育，其中煤12每平方千米529條至1101條，煤11每平方千米190條至545條。由此推比，認(rèn)為三水平區(qū)域小斷層應(yīng)該也較發(fā)育。-900兩條下山施工，共揭露斷層30條，斷層大部分為傾向南的正斷層，造成巷道前方層位逐步下移。

3.關(guān)于巖石性質(zhì)方面：揭露煤巖層層位跨度極大，煤14至A層之間均有所涉及，而其中煤11、煤9和煤8-1為三軟煤層，煤層頂?shù)装搴罅棵擅撌透邘X土，導(dǎo)致巷道變形嚴(yán)重，另外A層附近巖石的泥含量較高，易垮落，給巷道支護(hù)增加了較大困難。

4.關(guān)于地應(yīng)力集中方面：兩條斜井及兩條石門已接近向斜軸部，向斜軸部受到北西～南東向擠壓力作用，造成應(yīng)力集中。

5.關(guān)于控制程度方面：三水平開發(fā)以來(lái)，林南倉(cāng)礦逐步加強(qiáng)補(bǔ)充勘探，進(jìn)行了地面物探及鉆探，物探覆蓋了三水平區(qū)域，鉆探勘探線距逐步加密。

（二）三水平水文地質(zhì)條件研究

1.關(guān)于地表及沖積層含水方面：林南倉(cāng)井田范圍內(nèi)地表無(wú)河流。第四系地層厚度在210m-430m左右。根據(jù)導(dǎo)高與采厚的比值取9.0，三水平開采最大影響至-600水平，所以正常情況下地表及沖積層含水對(duì)礦井涌水的變化無(wú)直接影響。

2.關(guān)于老空水方面：隨著三水平開發(fā)，會(huì)出現(xiàn)大量采空區(qū)和廢舊巷道，容易形成老空積水。

3.關(guān)于斷層水方面：三水平區(qū)域內(nèi)現(xiàn)存在較大斷層F6、F15、F16和F23，揭露這些斷層鉆孔在鉆進(jìn)中泥漿消耗量甚微或者不消耗，可見天然狀態(tài)下各斷層的大多數(shù)部位導(dǎo)水性微弱。

4.關(guān)于煤系地層含水方面：三水平煤系地層含水層主要涉及煤5以上、煤5～煤12、煤12～煤14、煤14～1（3。而三水平開采主要涉及煤12以上層位，所以煤14～K3含水暫不考慮，但井巷工程在揭露煤5以上、煤12～煤14含水層時(shí)，應(yīng)加大探測(cè)力度，其余含水層含水性弱，不加以考慮。

5.關(guān)于奧灰含水方面：由于三水平開發(fā)底部延深至煤12，所以采用《煤礦防治水規(guī)定》中要求公式進(jìn)行驗(yàn)算。

T_s=P/M

式中 T_s——突水系數(shù)（MPa/m）

P——底板隔水層承受的水壓（MPa）

M——底板隔水層厚度（m）

而通過計(jì)算，突水系數(shù)最大為0.65MPa/m，小于0.1MPa/m，因此正常情況下該含水層對(duì)-900水平的采掘活動(dòng)無(wú)水害影響。

三、針對(duì)研究現(xiàn)狀的措施方案

（一）地面工程

1.地面物探工程：地面物探除去村莊密集區(qū)之外，已基本做到了全覆蓋。

2.地面補(bǔ)勘孔施：大量地面補(bǔ)充勘探進(jìn)行，從而提高地質(zhì)及水文地質(zhì)資料的精度。

3.-650石門注漿止水工程：針對(duì)-650石門前方軟巖與水導(dǎo)致巷道變形，工程難以進(jìn)行問題，在地面施工注漿孔對(duì)其進(jìn)行封堵。

（二）井下工程

1.井下鉆探工程：對(duì)-900皮帶斜井東側(cè)-850水平進(jìn)行鉆探，探查巷道前方水文地質(zhì)情況，為將來(lái)三水平設(shè)計(jì)修改提供完整準(zhǔn)確真實(shí)的數(shù)據(jù)。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》要求，本著“有疑必探”的原則，在三水平開拓延深過程中進(jìn)行超前鉆探工程。

2.井下物探工程：采用物探手段主要包括全方位探測(cè)、瞬變電磁、坑道透視等，針對(duì)回采工作面及三水平開發(fā)延深工程。

3.區(qū)域揭露巖石取樣測(cè)定：現(xiàn)在巷道揭露巖石進(jìn)行取樣，對(duì)巖石標(biāo)本進(jìn)行分類篩選后送測(cè)。在后續(xù)開拓延深過程中，持續(xù)安排相應(yīng)取樣送檢。

4.水質(zhì)化驗(yàn)：對(duì)現(xiàn)有工程揭露出水點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)，比照分析，掌握各含水層水質(zhì)陰陽(yáng)離子變化情況。

四、結(jié)束語(yǔ)

由于薊玉煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，造成礦井三水平延深困難，從冗繁的地質(zhì)信息中找出原因機(jī)理，從傾角、構(gòu)造、應(yīng)力、巖石性質(zhì)及地層含水特征等方面，進(jìn)行逐項(xiàng)排查分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行根源治理。