煤矿岩溶陷落柱探放水技术浅谈

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1、煤矿岩溶陷落柱探放水技术浅谈岩溶陷落柱防治水技术浅谈关林奎（山西三元煤业股份有限公司，山西长治046000）摘要：本文通过对山西三元煤业股份有限公司三釆区陷落柱探放水结果分析，总结其产状，富水、导水性，为回采顺利进行，提供基础资料。关键词:岩溶陷落柱；瞬变电磁；钻探；无线电透视；产状；导水性、富水性；山西三元煤业股份有限公司井田位于太行山屮段西侧的山前地带，即称之为”上党盆地“的一部分，地势开阔平坦，本矿井现采3#煤层，生产能力220万吨/年，矿井水文地质类型中等，现该矿井三采区首个工作面3301I作烦己形成，采区开拓前通过井上三维地震⑴物探手段，对该采区煤层赋存状况、构造分布情

2、况及构造导水、含水情况进行回釆前探明。1陷落柱基本情况通过三维地震探测出山西三元煤业股份有限公司三采区有一陷落柱,该陷落柱位于勘探区中东部，在煤层底板平面图上呈椭圆形，时间剖面上为反漏斗状，陷落柱空间形态为不规则倒楔形。长轴方向为N59。W,长轴长度86m左右，短轴长度64m左右，为控制可靠的1陷落柱，详见附图1附图1X2陷落柱在时间剖面上的显示根据三维地震报告中叙述，此陷落柱富水性较弱，但考虑其导通3#煤层上部K8弱含水层，在形成工作面后回采过程屮可能形成水害。2物探、钻探结合探测陷落柱产状及富水、导水性根据矿井采掘布置，X2陷落柱临近三采区3301X作面（该采区首个工作面）回

3、风巷一侧，因此决定利用3301回风巷对其进行探放水及探明产状工作。2.1瞬变电磁［2］探测陷落柱根据三维地震中给定的陷落柱的位置，当3301回风巷掘至离陷落柱水平距离100米时，对其进行瞬变电磁超前探测，确定其井下位置，为钻探做好准备工作。瞬变电磁平面、纵切面图如附图2所示，2顺便电磁成果图如附图3所示附图2瞬变电磁平面、纵切面图附图3瞬变电磁成果图备注：图中横纵两轴代表超前探测距离。本次探测中，距迎头60米处椭圆区域为高阻异常区，根据现有资料推断高阻异常区可能为陷落柱构造。32.2钻探探测陷落柱根据瞬变电磁中给定的陷落柱的位置，对X2陷落柱进行钻探，钻孔参数及探明情况如附表1所

4、示，钻探钻孔布置如附图4所示。（1）钻孔布置及钻孔参数附图4钻孔布置图附表1钻孔参数及探明情况（2）孔口管安装：4打设放水钻孔时必须提前一天安设好孔口套管，孔口管选用孔口外孔径为108mm,长度：LOm（根据煤矿防治水中规定）无缝铁管。孔口套管安设采用双液注浆泵，在管外围灌注425水泥，确定水泥凝固后，在孔口管外安装截止阀门，然后在孔口管内打设探测孔。（3）探放水设备选择：根据围岩性质及周围已掘巷道揭露水文地质情况，选用ZDY650型矿用液压坑道钻机。钻机主要参数如附表2：附表2钻机主要参数钻探X2陷落柱过程中无出水现象，同吋探测出陷落柱长轴长63米,短轴长45米，且距3301回

5、风巷最近距离为24米。2.3无线电波透视（坑透）陷落柱当33011作面形成后，利用无线电波透视（坑透）验证瞬变电磁及钻探成果。施工首先在3301工作面运输巷从切眼处开始每隔50m布置一个发射点，共布置19个发射点，每个发射点对应在回风巷有口个接收实测场强点，接收点距为10m；到33011作面入口处后交换巷道，同样在回风巷每隔50m布置一个发射点，共布置32个发射点，每个发射点对应在运输巷有口个接收实测场强点。共计完成451个测点，51个发射点，其中，回风巷209个测点，运输巷352个测点；无线电波透视成果如附图5所示：附图5无线电波透视成果图结合三维地震及钻探最终确定YC・5（如

6、附图7中所示）距运输巷开口785〜860m范围实测场强幅值变化差异较大，解释为此范围内发育一陷落柱，富水性不强，但回采时仍应注意构造导水的危害，对回采有一定影响。3结语（1）综合物探及钻探成果及对地质构造确定“宁大勿小”原则，最后对X2陷落柱解释为：X2陷落柱为反漏斗状，长轴方向为N59°W,X2陷落柱长轴长86米，短轴长64米，距离3301回风巷最近距离为24米,陷落柱内无富水，且导水性不强。（2）为了回采安全，建议回釆吋必须按照《煤矿安全规程》规定配足排水设备。且根据探测结果提前制定安全技术措施，保证回采顺利通过陷落柱。6（3）待X2陷落柱揭露后及时地质编录，并对其充填物质分

7、析，并对物探及钻探成果进行验证、总结。（4）岩溶陷落柱水对煤矿安全生产威胁重大，物探、钻探相结合手段能较好地掌握陷落柱的产状及富水、导水性，此经验值得推广。参考文献⑴耿丽娟•新疆哈密戈壁滩区煤层三维地震勘探实践卩】•地球物理学进展，2005,20(2)：393-398.［2］花育才，项首龙，夏双力，等•电法勘探在煤矿防治水中的应用卩］・中国煤ID地质.2006,(4)：66・68・作者简介关林奎(1964-),男，山西长治人，工程师，主要从事过矿井采掘、机电、防治水工作。7