水文地质条件极复杂矿井底板灰岩承压水防治技术分析.pdf

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1、2014年第11期中州煤炭总第227期水文地质条件极复杂矿井底板灰岩承压水防治技术分析闰章立，王国果，鲁大华(平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿，河南汝州467522)摘要：以水文地质条件极复杂的平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿一井为背景，对底板石炭系和寒武系灰岩承压水进行综合分析，针对不同水文地质单元灰岩水位的可疏性，通过研究和实践，制订了“以疏水降压”为主，“能疏尽疏、综合治理”的灰岩承压水防治策略，保证了矿井安全生产和持续发展。关键词：水文地质条件极复杂；底板灰岩承压水；含水层；隔水层；注浆加固中图分类号：TD745．2文献标志码：B文章编号：1003—0506f2

2、014)11—0081一O3数0．137～14．400m／d，单位涌水量0．0414—1矿井概况23．9800L／(s·m)，由于该含水层在区域上裸露面平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿位于河南积大，接受的补给量大。该含水层上距二煤层50省汝州市南部，北距汝州市18km，南距宝丰县25m左右，为二煤层底板间接充水含水层，是矿井涌km，距平顶山市60km。其中一井为水文地质条件水的主要水源。极复杂矿井。矿井自1978年投产以来，发生不同类(2)隔水层。矿井内各含水层之间，均富含有型水害事故几十起，最大突水量1996m／h，其水源相对隔水层，主要有石炭系本溪组铝质泥岩、二煤为

3、煤层底板石炭系和寒武系灰岩岩溶水。矿井水害层底部泥岩、砂质泥岩及粉砂岩隔水层。①本溪组严重制约矿井的安全和发展，做好矿井底板灰岩水隔水层：岩性主要为铝质泥岩、砂质泥岩，厚1．40—防治，是保证矿井安全生产和持续发展的关键。51．50m，平均厚15．13m，在矿井中部，多数钻孔揭露厚度小于5m。由于该隔水层在局部厚度较薄，2水文地质概况断层又相对发育，因此该隔水层仅在局部起隔水作(1)含水层。根据含水层富水性以及与可采煤用。多年的疏水降压经验表明，对太原组灰岩岩溶层的关系共划分为9个含水层(组)，对矿井充水起水进行疏降时，寒武系含水层水位同时下降。②二，主导作用的是煤层底

4、板的太原组灰岩岩溶水和构成煤层底部隔水层：太原组石灰岩顶部至二煤层之煤层基底的寒武系灰岩岩溶水。①太原组灰岩岩溶间的泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，厚0～17．27m，平均含水层主要由石灰岩组成，其中下部石灰岩段由1厚度为8．37m。在自然条件下除隔水层薄的地段—2层深灰色生物碎屑泥晶石灰岩组成，平均厚外，该隔水层可阻止太原组上段岩溶裂隙水进入二9．35m；上部灰岩段由1—5层灰岩组成，总厚度煤层；但在开采条件下，由于二．煤层底板受到一定1．73—27．00m，平均厚度12．32m。渗透系数程度的扰动破坏，总体上已失去隔水性能。0．00159～18．7m／d，单位涌水量0．00

5、0192—27．6(3)矿井水补给来源。矿区岩溶水的补给来源L／(s·m)。该含水层上距二煤层8m左右，是开采主要有3方面：①大气降水补给。在矿区西南部有二．煤层时矿井直接充水含水层。②寒武系灰岩岩面积约15km石炭一寒武系灰岩呈条带状裸露于溶含水层主要由中上寒武统薄层状、中厚层状灰岩、地表，大气降水通过地表岩溶入渗透补给岩溶水鲡状灰岩、泥质条带灰岩、白云岩和白云质灰岩组(图1)。②地表水体补给。在矿区西部的寒武系灰成。岩溶裂隙发育，最大溶洞高度达19m。渗透系岩露头区有一座库容约15．0×10m的朝川水库，其附近地表及地下岩溶都十分发育，并有较大溶洞，水库水渗漏是岩溶

6、水重要补给来源。③矿井东部边收稿日期：2014—07—10作者简介：闫章立(1963一)，男，河南洛阳人，高级工程师，主要从事界处的灰岩“天窗”。第四系孔隙水通过断层(F．)煤矿管理工作，现任平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿矿长。下渗补给岩溶水。-81·2014年第1I期中州煤炭总第227期盘式”下降漏斗。进人二水平(一250m)后，矿井疏水降压时岩溶水疏降流场不再呈“平盘式”下降，东部和西部出现显著差异。西翼水位下降快，而东翼水位下降缓慢，水位呈“台阶式”，F以西至暗主、副斜井为“一级台阶”，东部己三采区为“二级台阶”，目前“一级台阶”水位高出西翼水位70m左右，“二

7、级台阶”水位高出西翼170m左右。4底板灰岩承压水防治策略针对矿井东、西两翼不同水文地质单元灰岩水图1岩溶水补给示意位的可疏性，经过多年的研究和实践，制订了矿井西翼“以疏水降压”为主、矿井东翼“能疏尽疏、综合治3水文地质规律理”的灰岩承压水防治策略。近年来，进行了三维地震勘探、音频电穿透和瞬(1)矿井西翼“以疏水降压”为主。西翼是一个大的水文地质单元，在一150m西翼泄水巷、一250变电磁勘探，对矿井范围内的构造、灰岩的富水性进行了探测。通过三维地震勘探，查明矿井深部二m西翼泄水巷、一300m西翼泄水巷、一390m西翼泄水巷疏水降压，整体