金鼎煤矿总回风上山掘进巷道探防水钻孔设计及应用

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1、金鼎煤矿总回风上山掘进巷道探防水钻孔设计及应用摘要：金鼎煤矿受水害威胁严重，在巷道掘进过程中，针对巷道底板高承压寒灰水问题，提出了探防水钻孔设计，确保了巷道的快速安全掘进，并节省了大量资金。关键词：巷道掘进高承压探防水钻孔设计金鼎煤矿总回风上山巷道采取下行掘进，该巷道布置在二叠系二1煤底板泥岩穿过二1层进入二1煤层顶板大占砂岩掘进，下距二1煤约10米、距寒武系白云岩约40-50米。打探水钻测定寒武系白云岩岩溶承压水水头压力在3.IMPa左右。1、充水因素分析1.1充水水源根据钻孔资料显示二1煤层顶板砂岩裂隙含水层和底板灰岩岩溶裂隙含水层富水性

2、弱，对总回风上山巷道掘进的影响较小。寒武系白云岩岩溶裂隙含水层为总回风上山巷道底板间接充水含水层，稳定水位标高为+311.5米，水头压力为3.IMpa,说明该含水层静水压力水头很高。由于寒武系白云质灰岩岩溶裂隙含水层具有厚度大、富水性与渗透性能较强特点，如遇构造破碎带或太灰与寒灰之间隔水层变薄带，可能与石炭系灰岩含水层产生水力联系，对总回风上山巷道掘进将构成水害威胁。1.2充水通道（1）矿压扰动：井巷工程施工开掘时，由于破坏了天然平衡状态，在矿山压力及放炮冲击波的应力双重作用下，采动破坏加剧，破坏力加大，使含水层与井巷工程直接对接、导通或提供

3、出水通道。工作面受掘进影响，有可能诱发突水。（2）掘进面局部底板变薄处：总回风上山巷道底板受原始沉积环境及后期构造运动等因素影响，巷道掘进时底板局部隔水层变薄成为可能，在原始状况下不受掘进影响不会发生底板突水事故，但当巷道开挖后受矿山压力及放炮冲击波的应力双重作用下会破坏围岩的稳定性，为达到新的平衡，巷道底板围岩会产生大量卸荷裂隙，对巷道底板围岩产生一定深度的破坏，当底板隔水层厚度变薄处不足以抵挡承压的水压时会诱发突水事故。2、探防水钻孔设计2.1探水钻孔的层位确定金鼎煤矿总回风上山巷道底板隔水层厚度平均为41米,突水系数为0.076,在正常

4、块段（完整底板）将不会发生底板突水威胁，但遇到底板较松软、破碎、构造带及薄弱环节突水的可能性也可能会发生。另外，寒灰水富水性强，储量大，通过疏水降压是不可行的。根据这种情况，金鼎煤矿探防水重点探明寒灰水与太灰水的导通隐伏地质构造、寒灰水的富水区域分布、底板隔水层的厚度变化情况等。对于太原组（C3t）灰岩岩溶裂隙含水层富水区重点采取放水措施；对于存在寒灰水与太灰水有构造导通区采取试放措施，可放则放，不可放则采取注浆封堵措施。因此，将探水孔的终孔点层位确定在穿过一8煤全厚进入一8底板岩层。2.2探水钻孔超前距、允许掘进距离的确定2.3探水孔帮距确

5、定为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值一般与超前距相同，有时可略比超前距小1〜2m,取25m。1.4探放水钻孔布置方式钻探设计在巷道正前方向布置1个前方水平探水孔，巷道两侧各布置1个向下斜向探水孔。超前距控制为26m,两帮安全水线（探水孔终孔点距两帮的水平投影间距）控制在25m。（如图1、图2）3、结语按照这种设计方式，结合物探手段，可以很好的探明寒灰水与太灰水的导通隐伏地质构造、寒灰水的富水区域分布、底板隔水层的厚度变化情况，确保巷道掘进的安全和加快巷道掘进的速度，并

6、节省大量的资金。参考文献[1]熊祥林，黄庆显等•平煤四矿20-21040掘进巷道探放水工程方案设计及实施[J].中州煤炭，2010,(1)：70〜71.[2]王建合，任凰玮等•泉店煤矿水文地质条件分析与防治水技术措施[J].中州煤炭，2009,(6)：91〜93.[3]程鹏，韩余成•井下承压水防治措施的探讨[J].能源技术与管理,2009,(6)：59〜60.[4]张国伟，孙亚军•超高承压底板含水层探放水技术[J]•煤矿安全，2009,40(6)：36-39.