煤層底板巖溶承壓水水害分析及綜合治理探討

韓青林

摘 要：基于做好承壓水害防治的重要性，在對煤層底板巖溶承壓水害進行了分析的基礎上，就如何綜合治理好煤層底板巖溶承壓水害這個課題，進行了較為深入的分析和探討。

關(guān)鍵詞：煤層;巖溶承壓水;綜合治理

一、概述

我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，也帶來了煤礦開采深度的不斷加大;隨之而來的煤層底板巖溶水害對煤礦安全生產(chǎn)的影響也日益加大，這是我國眾多煤礦產(chǎn)區(qū)所面臨的一項重要安全問題。在實際生產(chǎn)中我國一些地區(qū)煤層底板下的巖溶承壓水，多數(shù)為寒武系灰?guī)r或石炭系灰?guī)r的巖溶承壓水，這些巖溶承壓水不僅具有較高的水位和較強的富水性，而且其滲透性和補給性也較好，因而在礦區(qū)生產(chǎn)過程中，這些巖溶承壓水對礦井的安全生產(chǎn)和煤層的安全開采帶來極大的威脅，一旦出現(xiàn)突水，必將帶來極大的災難性后果。所以，在礦區(qū)生產(chǎn)和煤層開采過程中，重點做好煤層底板承壓水害的防治，并兼顧其他水害的綜合治理，這對礦井的安全生產(chǎn)將起到極大的保障作用。正是基于此，以下在對煤層底板巖溶承壓水害進行了分析的基礎上，就如何綜合治理好煤層底板巖溶承壓水害這個課題，進行了一些有針對性的分析和探討。

二、關(guān)于煤層底板巖溶承壓水害的分析

首先，就此類水害形成的水文地質(zhì)特征來看，這類煤層所在水文地質(zhì)條件均較為復雜。例如，平煤股份十三礦就屬于地質(zhì)水文條件較為復雜的礦井，其邊界斷層把基巖地下水對礦區(qū)的側(cè)向補給阻隔開，致使此井田形成較為獨立的地質(zhì)水文區(qū)域;由于大氣降水及當?shù)睾铀瞧浠鶐r地下水主要補給水源，且基于此煤系露頭上覆的松散層垂直入滲補給，故此礦區(qū)地質(zhì)水文特征表現(xiàn)為以覆蓋型巖溶充水礦床為主。其次，就其主要含水層來看，煤層頂板砂巖裂隙含水層和煤層底板灰?guī)r含水層，多數(shù)為此類煤礦區(qū)的直接充水含水層。一般情況下，頂板砂巖含水性比較差，其中，寒武系和石炭系灰?guī)r水為此類礦井的主要充水水源。由于其直接充水水源來自于石炭系灰?guī)r水，故很多灰?guī)r層都可能為賦水層，尤其是那些靠近煤層底板的巖層，因其形成條件較為穩(wěn)定而成為礦井突水的主要來源，對附近煤層的安全開采將帶來極大的威脅，由于灰?guī)r含水層具有非均質(zhì)性的巖溶發(fā)育特點，且其含水量程度具有各向分異特性，故其淺部巖溶發(fā)育好，且地下水具有強導水性、富水性等特點，再加上厚度大、埋藏深，因而水壓高，對礦井的安全生產(chǎn)具有極大的威脅。

三、關(guān)于煤層底板巖溶承壓水害綜合治理的探討

（一）注漿截流底板巖溶承壓水補給通道

我國北方很多煤礦區(qū)，在長期內(nèi)外力的共同作用下，在其地表巖石裸露區(qū)分布著一系列巖溶裂隙，這些巖溶裂隙成為當?shù)氐乇硭痛髿饨邓娜霛B補給通道，這就是此礦區(qū)內(nèi)巖溶承壓水的直接補給區(qū)域。因此，在實際生產(chǎn)中，把礦區(qū)底板巖溶承壓水的補給來源封堵起來，可對底板巖溶承壓水補給量起到有效的減少。為此，在這些礦區(qū)可進行帷幕注漿截流工程建設。這類截流工程通常由井下和地面工程兩部分組成：地面工程根據(jù)礦區(qū)實際情況，可分為若干段，一般布局在礦區(qū)斷裂處并在此進行地面注漿孔的布置;井下工程設置在煤礦開采區(qū)的總匯風巷和軌道上山處并進行注漿孔的布置，在實際建設治理中，要讓井下注漿孔通到地面，形成一道貫穿整個礦區(qū)的注漿帷幕墻，最大限度起到阻隔開地表水或巖溶水注入井田補給通道的作用。

（二）建立并不斷完善礦井地下水動態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)

在實際生產(chǎn)實踐中，可根據(jù)礦區(qū)具體情況來建立若干個地面水文觀孔、井下水文觀孔、地面明渠流量觀測點以及井下明渠流量觀測點，以此來構(gòu)成礦井地下水動態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)。其中，水文觀測孔主要是對含水層的水溫和水位變化狀況進行監(jiān)測;地面明渠流量觀測點主要是對井下排出地面的排水量變化情況進行實時監(jiān)測;井下明渠流量觀測點是對井下排水溝流量變化狀況適時實時監(jiān)測。各觀測孔的水溫、水位、水壓或水量值以及其變化狀況，均可通過礦井地下水動態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)予以實時監(jiān)測并記錄下來，在此基礎上再生成相關(guān)數(shù)據(jù)表和相應函數(shù)曲線圖了;通過分析、研究，就可得出各含水層之間所存在的水力聯(lián)系、各出水點流量變化狀況、各出水點與含水層水位對比的變化狀況、各出水點的水壓和水質(zhì)變化狀況，由此可有效掌握礦井水情變化情況，不斷加深對礦井補給水源的了解，從而為煤層巖溶承壓水害的防治提供有效依據(jù)。

（三）加大煤層底板隔水層的抗水壓能力

對于煤層底板隔水巖在其巖性、組成、層組結(jié)構(gòu)等方面特征，在做好探查清楚的基礎上，采用注漿這種方式將含水層轉(zhuǎn)化為隔水層，這樣既可對底層來水通道起到良好的封堵作用，而且在原有基礎上又大大增加了隔水層厚度。采用注漿這種治理手段，可將隔水層之間的破碎帶和原有的諸如裂隙等過水通道實施有效的封堵并加固起來，最大限度提高隔水巖組的抗壓強度和自身完整性，從而達到了提高煤層地下巖組的抗水壓能力。例如，我國有些礦區(qū)，對其采煤工作面實施底板注漿加固，讓底板含水層變成隔水層，這樣就大大加大了底板隔水層抗壓強度，這樣在很大程度上就可大大降低采煤工作面發(fā)生突水的概率，從而有效保障了礦區(qū)的安全生產(chǎn)。

四、結(jié)語

總之，就煤層底板巖溶承壓水水害防治這項系統(tǒng)工程來看，因其煤層底板巖溶承壓水不僅具有高水壓、強富水性等特點，而且所在地的地質(zhì)水文狀況也極為復雜多樣，不可避免地給帶壓開采突水帶來很大的危險性。因此，在實際生產(chǎn)中，在做好煤層承壓水水害分析這項工作的基礎上，再制定出綜合防治水措施，這對于煤層底板承壓水水害的防治以及礦區(qū)礦井生產(chǎn)安全的有效保障，均具有極大的促進作用。

參考文獻：

[1]張存乾.頂板老窯水危險源礦井直接流電法探測技術(shù)與應用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2014.08.

[2]鄭世書.華北煤礦奧灰突水特點及防治對策研究[J].中國煤炭地質(zhì)，2011.12.

[3]涂克謙.平煤十三礦底板承壓水害分析及區(qū)域綜合治理[J].中州煤炭，2015.05.