赵家寨煤矿二1煤层底板突水性预测和防治

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1、赵家寨煤矿二1煤层底板突水性预测和防治【摘要】根据赵家寨煤矿二1煤层的赋存情况、地质及水文地质条件，对二1煤层底板突水性进行分析预测；用目前煤炭系统公认的突水系数法，对底板奥陶系灰岩含水层突水危险性进行评价、预测。根据开采底板标高将二1煤层划分出安全区、威胁区、危险区、严重危险区，并制定了带压开采水害防治措施，指导矿井安全生产。【关键词】带压开采；突水系数；突水预测；水害防治1矿井地质及水文地质概况1.1矿井地质概况赵家寨煤矿井田北起大隗正断层，南至欧阳寺正断层，东至贾梁正断层，由于在井田西部大隗正断层和欧阳寺正断层相交，共同构成井田的西部边界。井田东西长13.5km，南北宽3〜

2、4km，面积48.9613km2。矿井主采二叠系山西组二1煤，兼采二3煤。二1煤层厚度0〜21.75m，平均厚度5.5m，属较稳定煤层；二3煤层厚度0〜6.98m，平均厚度1.37m，属不稳定煤层。井田内主体构造为一两翼地层产状平缓，倾角3〜15°，轴向NWW〜SEE的宽缓背斜构造，延展长度约12千米。根据勘探资料显示井田内落差较大的断层18条，除温泉、宁沟两条小逆断层外，其它均为正断层。其中落差大于100米的5条，落差100〜50米的5条，落差50〜30米的7条，落差小于30米的1条。断层走向除大隗断层为近东西向外，其余均为北西〜南东向，并以南升北降正断层为主，全区构造复杂程度

3、属中等。11、12采区目前新发现落差大于10m的断层6条，对煤层开采影响较大。1.2矿井水文地质概况大隗断层（H=1000〜2000m）是一条区域性导水大断裂，该断层南升北降，落差较大，本井田位于断层下盘，根据断层落差推算，本区煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层与顶部岩层隔水层对接，使地下水横向径流不畅，结果使沿断裂带来自西部的地下水沿断层在下盘形成了导水性较强的富水带。贾梁断层（H=240〜490m）位于矿区北东部，北部与大隗断裂富水带交汇，断层上盘隔水层与下盘含水层对接致使断层两侧水力联系不佳，纵向上有对大隗断裂带地下水的泄流作用，在井田一侧形成富水带。欧阳寺断层（H=40〜150m

4、）位于井田南部，在区外西部与大隗断裂富水带交汇，该断层两侧南升北降，井田内含水层与外侧含水层对接，形成以欧阳寺断层为主体的北西至北西西向导水、富水带。赵家寨煤矿属于水文地质类型复杂矿井，二1煤层底板含水层主要有太原组上段L7-8灰岩岩溶裂隙含水层、太原组下段L1-4灰岩岩溶裂隙含水层、奥陶系马家沟组02m灰岩岩溶裂隙含水层。L7-8灰岩含水层平均厚10米，距二1煤层平均间距10.96m，位于煤层底板扰动破坏带内，为二1煤层底板直接充水含水层。该含水层岩溶裂隙发育不均匀，富水性强，联通性差，补给水源不足，易疏干，对矿井开采影响小，通常是矿井的疏放对象。L1-4灰岩含水层平均厚18.

5、8米，距二1煤间距62米左右，为二1煤层底板间接充水岩层。该含水层岩溶裂隙发育，富水性较强，对煤层的开采影响较大，且与下部02m灰岩含水层存在水力联系，可视为同一个水体，是矿井重点防范的对象之一。02m灰岩平均厚54.70米，距二1煤间距86米左右。该含水层富水性强但不均一，主要富水地带为滹沱背斜轴部、露头风化带及断裂带。由于该含水层与上部含水层存在一定的水力联系，为煤层底板间接充水含水层。我公司目前有地面水位观测分站共9套，其中02m灰岩含水层观测分站2套，水位标高分别为-47.27m、-50.46m,L1-4灰岩含水层观测分站3套，水位标高分别为-39.36m、-47.65m

6、、-71.72m，矿井采掘最低标高为-720m，远低于02m及L1-4灰岩水位，因此在开采期间存在02m及L1-4灰岩水突水威胁。赵家寨煤矿近三年来平均涌水量为1232m3/h，最大涌水量为1357m3/h，主要为钻孔疏放水，水源为L7-8灰岩、L1-4灰岩、02m灰岩，这三种水源约占矿井总涌水量60.9%。据矿井开采资料统计，建井以来底板含水层突水6次，最大突水367m3/h（2⑻8年2月6日），全部为底板灰岩突水2二1煤层底板突水性预测根据上述对矿井水文地质条件分析，下面依据《煤矿防治水规定》对二1煤层底板突水性进行预测。2.1安全隔水层厚度和突水系数计算公式：2.1.1安全

7、隔水层厚度计算公式：t=（该公式适用于掘进工作面）（1）式中：t一安全隔水层厚度（m）;L_巷道底板宽度（m）;r_底板隔水层岩石的平均容重（t/m3）;Kp_底板隔水层平均抗拉强度（t/m2）;P_鹿板隔水层承受水头压力（1:/m2）。根据《煤矿防治水规定》之规定，以上式计算出的安全隔水层厚度，与矿井实际隔水层厚度比较：1）实际的底板隔水层厚度大于安全隔水层厚度，则可认为是安全的，一般可正常采掘；但在岩石破碎地段，要采取一定的安全措施；2）实际的底板隔水层厚度小于安全隔水层厚度