复杂地质条件下底板水害治理技术与研究

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1、复杂地质条件下底板水害治理技术与研究张军戈ZHANGJun-ge曰郭超雷GUOChao-lei（河南能源集团鹤煤公司九矿，鹤壁458010）摘要院鹤煤九矿+15皮带巷过F153断层及F979断层破碎带，导致巷道底板出水，进行出水原因分析后，采取了一系列措施，并介绍治理水害具体做法，对巷底进行了预埋槽钢打砼、注浆加固，对两帮壁后注浆堵水有效地控制了底板水害，消除了安全隐患，保证了矿井安全生产。.jyqk，巷道由二叠系二1煤层地区穿过F153断层及F979断层后进入石炭系一11煤地区。该巷道掘进期间将揭露F153断层，倾向114毅、倾角70毅，落差140耀300m；F979断层，倾向

2、290毅、倾角85毅，落差5耀10m。巷道过断层破碎带长度可达125m。2010年3月24日，巷道掘进距离+15新大巷贯通点约60m处，前进方向右手帮底板有水涌出，出水点距掘进头15m，距P29点47m处，初始水量为14m3/h，两天以后出水量逐渐稳定为65m3/h，造成巷道停掘，出水段成巷后，涌水集中表现在水沟侧底部，由于出水点处于断层带之间，距奥陶系灰岩含水层较近，为防止水害事故进一步扩大，必须对出水水源进行分析并采取治理措施。2巷道水文地质简况及出水原因分析2.1主要含水层淤二1煤顶板砂岩含水层组：山西组二1煤顶板砂岩含水层（组）位于二1煤上8.61耀45m，三层厚度为26

3、.65m，岩性为灰及深灰色中细粒砂岩，以石英、长石为主。二1煤顶板砂岩含水层为弱含水层，水量不大，易于疏干，该含水层对掘进影响不大。于C3L8灰岩含水层组：太原群L8灰岩含水层位于二1煤下45耀56m，岩性为深灰色石灰岩，显晶质结构，具缝合线构造，含蜓科、腕足类、海百合茎化石，灰岩平均厚度为2.54m，属裂隙岩溶承压水，裂隙岩溶发育不均匀，由于我矿-420水平地区L8灰岩水已疏放，L8灰岩水静止水位已降到-420m以下，所以该含水层对掘进影响不大。盂C3L2灰岩含水层：石炭系L2灰岩含水层，厚度为4.25耀6.94m，平均5.96m，属岩溶裂隙承压水，是一22煤的直接顶板充水含水

4、层，上距二1煤层118.64耀146.57m，平均135.2m。开采下夹煤前，L2原始水位标高为161.06m，随着下夹煤逐渐开采，其水位随之降到依0以下，+15新大巷掘进期间穿过该含水层时出水量为10m3/h，目前该出水点已枯竭，预计该含水层对掘进影响不大。榆O2灰岩含水层：奥陶系灰岩含水层厚约600m，属裂隙岩溶承压水，岩溶裂隙发育，富水性强，补给性好，九矿地区该含水层静止水位为+134m，通过断层带导水，对巷道掘进影响较大。出水点处巷道地质剖面如图1。2.2出水原因分析+15皮带巷处于F153和F979断层带及两断层交叉部位，缩短了一22煤距O2灰岩含水层之间的距离，该含水

5、层可能通过断层导水，根据剖面图分析，巷底距O2灰岩含水层距离为35耀40m，两断层带之间岩层为缓背斜、裂隙发育，局部破碎，这就增加了O2灰岩含水层出水的可能性。2010年1月九矿与中国矿大联合对该区段进行了瞬变电磁探测，并提交了《瞬变电磁探测报告》。报告显示：+15新大巷贯通点向里约50耀60m范围有一处相对低阻异常区，可能会出现少量涌水现象，但出现较大灾害性突水事故可能性不大。2010年3月24日，+15皮带巷底板出水后，提取了水样进行了化验，水质为碳酸钙镁型，与底板奥灰水水质相近，分析水源为奥灰水。3底板水害治理通过以上分析，水源主要来自底板下部O2水，通过断层带裂隙导入巷道

6、，初始水量14m3/h，稳定后水量为65m3/h，水压较大，为1.2MPa。为防止水量进一步增大，造成水害事故，因此必须采取措施，具体治理措施如下：3.1增加排水能力将原来4吋风管改为排水管，并增加水泵台数及备用电源。由于出水时排水管为2吋，稳定涌水量为65m3/h，2吋管路已不能满足需要，把原先掘进期间用的4吋风管改为排水管用，又增加2台潜水泵及一台多级泵，使排水能力不低于80m3/h，并增加了一趟电源，构成双回路供电，防止单回路停电后巷道被淹。3.2构筑底板砼对出水点附近15m巷道底板进行浇筑砼加固，并预埋16#槽钢40根，横向与斜拉槽钢各20根。预埋槽钢伸入底板帮壁，每帮不

7、小于300mm。槽钢间距300mm，横向槽钢单根长3.9m，斜拉槽钢4.5m，巷宽为3.2m。在施工中先铺设横向，再铺设斜拉槽钢，横向与斜拉槽钢夹角为32毅，槽钢下部混凝土不少于200mm，并预埋孔口管108mm伊1.0m5根，沿巷道中心孔间距3.0m，水平角45毅，作为后期套孔注浆用，单孔设计孔深8.0m（钻孔与底板铅垂距5.6m，确保加固工作面底板5耀6m范围），在浇筑时进行安置、预埋。浇筑混凝土应一次浇筑完毕，底板水集中涌出处，由注浆公司专业人员进行了预埋导水管（椎50mm