神东矿区浅埋煤层水害防治研究

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1、神东矿区浅埋煤层水害防治研究摘要：神东矿区覆岩结构具冇浅埋深、薄基岩、厚风积沙（含水丰富）的特点，在浅部煤层开釆易面临矿井水害。木文重点总结了神东矿区浅埋煤层充水导水条件及防治水害的一般技术措施，为类似条件下开展水害防治提供了参考。关键词：浅埋煤层水害防治措施1引言神东矿区所在煤叩是世界七大煤mz—，是我国目前储量最多、面积最大、煤质最好的煤炭开采地，该区拥有多对大型矿井，煤炭年产量过亿吨。神东矿区煤层稳定，倾角平缓（〈3。），先期开采的煤层一般均为浅埋煤层（覆盖厚度一般小于80m）。以薄基岩（〈60m）,丿孚松散含水层为特征的水文地质条件，使回釆（掘进）工作面面

2、临着不同程度的水害威胁［1］。如浅部松散地带含水层覆盖于含煤地层的上部，煤层开采时若导水裂隙带进入含水层，则会使含水层中的水漏入矿井，对矿井生产构成威胁，轻则使工作面条件恶化，重则产生溃砂、溃水、甚至淹井爭故。因此，科学研究浅埋煤层水害防治对神东矿区煤炭资源安全开采具有重要意义。［2-3］2浅埋煤层充水导水条件神东矿区地层平缓，构造简单，裂隙发育微弱，岩层致密，泥质胶结,多屈极弱含水层。因此，矿区松散含水层及烧变岩含水层的广泛分布及其富水与煤层的浅埋是产生突水溃沙的潜在条件。［1］2.1充水水源根据神东矿区水文地质条件及煤层覆岩结构类型，矿井充水方式有直接和间接两

3、种。它们分别受大气降水、地表水和地下水等因素的控制，且具有一定的水力联系，对矿井生产有不同程度的影响，一般来说主要充水水源有以下几种：一是大气降水，据生产矿井调查，在采空塌陷后产生的裂隙导通松散层后，在降雨季节雨水通过回采后出现的直通地表的导水裂缝进入井下采空区，导致矿井涌水量随季节有不同的变化，故降水为矿井充水的间接水源.二是地表水，当上覆基岩很薄，冒落带高度大于基岩厚度，顶板冒落后，冒落带裂隙必将沟通地表水体，使其成为直接充水水源，并可导致溃沙危害。三是地下水，根据神东矿区地质与水文地质条件，煤层顶板砂岩裂隙水和第四系松散岩类潜水是木区域内矿井主要充水水源之一

4、。2.2充水导水通道区内充水通道主要是煤层开采形成的导水裂隙带，其次为断层裂隙，以及封闭不良钻孔，具体充水导水通道如下。一是导水裂隙带，本区基岩岩性以细粒砂岩，粉砂岩为主，次为屮粒砂岩及泥岩，呈互成结构体。砂岩多为泥质胶结，部分层段为钙质胶结。若上覆基岩厚度小于导水裂隙带发育高度。冒裂裂隙可直接沟通风化基岩含水层，成为全区的主要充水通道。局部导水裂隙可沟通松散沙层潜水，特别是部分地带冒落带及土层缺失的“天窗”地段，可直接沟通松散沙层含水层而造成突水溃砂。二是断层裂隙，断层本身在天然状态下即是导水通道，断层裂隙可导通风化基岩水。而且断层带宽度越大，其导水的可能性越大

5、；张性、张扭性断层的导水能力更强一些；活动断层因断层带胶结性较差，导水性能更好。一般的，正断层上盘、逆断层下盘常是突水易发生的部位。[4]三是封闭不良钻孔，井出开采地段内的废弃钻孔封闭不良（有钻具遗留），或为了观测水位变化情况而保留的水文观测孔未封闭。这些封闭不良钻孔若管理不善容易成为充水通道。2.3充水导水特征分析根据上述矿井充水原因和矿区水文地质条件，其充水水源主要是沙层水和风化基岩水，充水通道主要为冒落带及导水裂隙带。根据已知经验，降低含水层的富水性和导水裂隙带的发育高度，是减小工作面充水强度、保证防治水工作成功的冇效切入点。在基岩薄，土层厚度薄，潜水富水性

6、好，犬气降水易于汇聚的地带，矿井涌水量较大并可能伴有溃沙现象，尤其是冒落带沟通潜水地段，充水量一般是由大逐渐变小，其历时受充水水源的储水量大小控制。当沙层水和风化基岩水富水性一定时，冒裂通道导通程度则决定充水强度的大小。裂隙密集畅通，充水强度相对就大，反之则小。初次冒裂范围大，充水强度则人。3浅埋煤层防治水技术措施2.1加强矿井水文地质工作対水文地质资料不清楚的地段提前进行勘探。特别对于各采区（盘区）首采工作面，或水文地质条件复杂的工作面，要查清工作面范围内沙层、风化基岩含水层厚度，各含水层补、径、排关系，工作面充水因素。施工抽水试验孔或水文观测孔，在工作面施工探

7、放水钻孔时，对水文孔进行长期观测，分析水位变化规律，预算工作面涌水量等。3.2加强矿井水文监测尽快建立井上、下水文自动监测系统，观测内容包括地面各钻孔水位,井下各水仓水量、水位，各采空区涌水量、水位，主要排水管路排水量。建立水文自动监测报警系统，其数控中心自动采集各测点的水位、流量、压力等信息，并进行综合分析处理，以预测矿井突水的可能性及突水强度,突水动态等,为矿井防治水决策提供科学依据。3.3加大井下探放水力度根据矿井接续，提前安排队伍掘进接续工作面，留有充足的探放水时间。根据经验，建议工作面采前疏放水时间不少于6个月。地测部门应根据水文地质资料，合理布置探放水

8、钻孔位置及