梧桐庄矿快速超前探水技术研究.pdf

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1、BFORUMl论坛o@I梧桐庄矿快速超前探水技术研究口赵章冀中能源峰峰集团九龙煤矿张文科雷强李晓阳何亮东中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院矿井突水是因井巷、工作面与隐伏导水构造接该矿奥灰含水层分布面积广、厚度大、水压高、近或沟通而导致的突发出水事故。随着开采深度和储量丰富。该含水层可通过导水断层、陷落柱和构开采强度的增大，底板承压水的威胁也越来越严重，造裂隙等地质构造补给煤系地层含水层或突入外巷，突水事故严重威胁着煤矿安全。根据冀中能源制定为井口]煤系地层内各含水层的总补给源和威胁矿)十的《煤矿防治水若干僻理

2、规定》，地质条件复杂矿井采掘工程的水害根源。采取“探一钻”并行的技术措施；对有陷落柱矿井和发生突水矿井，探水钻孔沿掘进方向及两侧布超前探水原理，且不得少于3个。野灰岩含水层在长期疏放过程中，其排出水梧桐庄矿自建井以来，曾多次发生采掘工作断虽早已超出该含水层的静储景，但涌水试基本稳底板突水事故，其主要原因足工作面前方和底板存定在1(】nl’／min，这表明该含水层仍有一定的动储吊。在隐伏导水地质构造。自201()年1月实施“逢掘必悟桐庄井田两侧落差大于200in的上F断层隔断r野钻”的防冶水措施后．掘进滞后回采，石

3、厂。井生产衔占厌岩和外界的水力联系，野青灰岩含水层的动储接紧张。因此，实施快速高效的巷道掘进超前探水最只能来源于奥陶系灰岩的垂向越流补给。野肯灰方案成为梧桐庄矿井防治水工作中急需解决的一个告水温从最初的33~C逐渐增至臼前的45℃，仍题，而快速查拽采掘工作面前方和底板隐伏导水呈上‘趋势；而奥陶系灰岩含水层的水温为49．5℃，构造足提高探水效率的重点。然，野青灰岩含水层水温、水质越来越接近奥陶系厌岩含水层。矿井地质概况此推断，隐伏导水构造导通奥灰含水层j野梧庄矿地层属典型的华北型地层，从老到新灰岩、山伏青灰岩等含水

4、层，致使野青灰岩和山包括下古生界奥陶系、七古生界炭系一二叠系、伏青灰岩含水层水温、水位与奥灰含水层水温、水新生界第三系和第四系沉积地层。地质构造类型以位基本同步。隐伏导水构造具有丰『{对高水温、高水高角度正断层为主，褶皱构造相对发育。井田内含位的水文地质特征在以往程实践中也得到证实。煤地层为朽炭一二叠系含煤地层，主采煤层为二迭当有隐伏导水构造时，野青灰岩和LI．I伏菏灰岩含水系山西组底郎的大煤。层就会以隐伏导水构造为中心．表现m一个高水温、井[{j内共有1(】个含水层，其中对采煤成胁较大高水位的区域特征。此，野青

5、灰岩和LlJ伏青灰岩的含水层有奥灰含水层、大青灰岩含水、山伏青含水层的水温成为指示和识别导水构造存在与甭的灰岩含水层和野菏灰岩含水层。大煤顶板为砂岩含一个极好标识。可充分利用隐伏导水构造对野肯灰水层．含水量不大；底板为野青灰岩含水层，含水岩、LlJ伏青灰岩等含水层水文地质情况的影响所起层厚度()～5．4m。在断裂破碎带、沼曲轴部等部位岩的指示作用，将煤层底板薄层灰岩含水层作为信号溶、裂隙较发育，富水性较好，并具有明显的不均层，通过向野青灰岩、山伏青灰岩打一个探水钻孔，，一．．测其水渴．变化来判断前方是存在隐伏导水

6、构造。日2／矿业装备MININGEQUIPMENT探水方案确定与实施根据梧桐庄矿水文地质条件，提出两种快速超前探水方案。方案一：掘进工作lfIjI卜前底板实施超前探测。首先进行瞬变电磁为。‘的物探，物探显示工作面前方无异常州‘，在掘进作嘶前方底板施工1个探查孔，钻孔终]：l伏肯煤底板，落点位于钻探前方lOOm寿有。荇针孔揭露野菏灰岩水温不超过39℃、lJ』伏灰岩小超过4OoC，水位与工作画所在区域背景水位桐近，n先f1i『两个序次的超前探测水温相比无增人趋向时，则允许T作面向前掘进至安全超前距的位置．不再施巷道侧

7、的2个钻孔。若r作面超前物探示异曾，则根椐物探成果在物探异煤J氐板I孔探，大大缩短了钻探时，使抓f进效常区巾心布-一-一个钻孔。率得到崭提；在钻探段内，T3、T4扎野耿、方案二：掘进一I作仃临近巷道时，为避免工山伏灰岩水和水位较高(最高水4()℃，水似作面掘进与超前探测桕互影响，由临近巷道向【作达一42n)，反映作面前方有隐伏导水构造。此，面正前实施超前探测。超前物探显示工作面前方无丁作面停1I掘进，确保了牛产安全。异常时，则在掘进工作晰前方每隔1()()11左右施工1个探杏钻孔，孔终于伏i煤底板。若钻孔揭露18

8、2408运输巷掘进超前探测野青灰岩水温不趔过39X2、lJI伏青灰岩不超过40~C，梧桐庄矿182408工作面位于四采轨道巷北侧水位与工作嘶所区域背景水位桕近，且与先前两为确保该工作呵运输巷掘进安全，采取物探和钻探的个序次的超前探测水温相比无增大趋向时，则允许技术措施，以．f某层底板野青灰岩和IlI伏青灰岩含水工作面向前掘进至安全超前距位置，无需在掘进巷作为信号层，超前探