云顶煤业防治水的探讨

云顶煤业防治水的探讨

贾晨龙

河南能源义煤公司云顶煤业河南洛阳471800

摘要：水害作为煤矿的主要灾害之一，对煤矿安全开采影响重大。从矿井水害分析入手，探讨矿井防治水的技术和方法，为云顶煤业防治水工作提供参考依据。

关键词：云顶煤业；防治水；云顶煤业防治水

引言

云顶煤业防治水工作是一项系统性的工程，水文地质条件中等，随着云顶煤业开采深度的增大，工作头面的增加，也会增加矿井的水害事故，对企业的发展形成制约，对人民群众的生命和财产安全也造成较大的危害。

1水害分析

⑴太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层：主要由L7灰岩组成，为二1煤层直接充水含水层，富水性弱，井下巷道已多处揭露，涌水量一般小于5m³/h，对开采有一定的影响；⑵太原组下段灰岩岩溶裂隙承压含水层：主要由L1～L3灰岩组成，岩溶裂隙不甚发育，裂隙多被方解石充填，富水性一般。在构造破碎带与奥陶系灰岩含水层有一定的水力联系，对煤层开采有一定影响；⑶奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙承压含水层：根据勘探钻孔及井下探查钻孔资料，含水层距二1煤底板42.92～69.50m，平均55.99m。井田主要揭露中统马家沟组灰岩含水层，该层揭露厚度24.11～89.87m，平均52.35m。该含水层地表出露广泛，补给量较为丰富，井田北缘灰岩裸露区和浅埋区岩溶较为发育，形态有溶孔、溶蚀裂隙和规模不等的溶洞，溶洞主要分布在深切沟谷两侧陡峭的岩壁上，常沿层面和沿断层发育，有时多个溶洞呈串珠状相连，但总体而言，岩溶形态主要是溶孔和溶蚀裂隙，溶洞较少。勘探和井下地质钻探揭露显示，该含水层溶、裂隙发育程度极不均一，富水性也极不均一。井下揭露奥灰含水层钻孔46个，涌水量0～53m3/h，其中涌水量大于5m3/h的仅有2孔，其余钻孔涌水量多在1～2m3/h之间，富水性整体较弱，水质类型多为HCO3-Ca•Mg型。目前水位平均约+260m。综合分析云顶煤业主要受二1煤层底板奥陶系灰岩水和11、12采区上部老空水的影响。

2水文地质条件

井田水文地质类型中等。水害有顶板砂岩水，太原组灰岩、砂岩水，奥陶系灰岩水和老空水的影响。其中，顶板水主要以滴、淋水形式向矿井充水，遇到富水区段时对生产有一定影响，但不威胁矿井安全；太原组灰岩、砂岩厚度小，补给条件差，岩溶裂隙富水性弱，对矿井不构成威胁；奥陶系灰岩富水性极不均一，存在有断裂通道导通奥灰水与采掘工作面的联系造成矿井突水的可能；矿井及相邻采空区位置、范围和积水量清楚，对矿井充水作用弱，不对矿井构成水害威胁。

3防治水方法探析

防治水工作是一项系统工程，需要从管理层面和技术层面两方面入手，多措并举，彻底消除矿井水患威胁。仅从技术层面进行阐述，防治水应立足构建整体性的防治水体系。结合云顶煤业实际情况，二1煤开采过程中可采取的具体措施有危险性分区、采掘面超前探测、留设防隔水煤柱、奥灰水水害治理、疏放采空区积水等。

3.1采掘面超前探测

超前探测对于掌握开采区域水文地质条件有重要意义。矿井地质勘探中对于潜在的突水通道勘测不全面，因此，采掘面施工通过综合超前探测手段以掌握更加详细的水文地质资料。通过超前探测措施，获取导水构造、砂岩富水性、上覆隔水层厚度等资料，并根据实际情况制订合理的开采和防治水方案。

3.2留设防隔水煤柱

留设保护煤柱是一种最有效的防范措施。根据我矿实际条件，确定合理的保护煤柱宽度，可以将水源隔离在采煤空间之外。结合上组煤开采情况及地质勘测资料，井田内通过三维地震勘探获得的断层及生产揭露的断层多为正断层，因此在井田范围内留设相应的断层煤柱。

3.3奥灰水水害治理

我矿主要主要受底板奥陶系灰岩水影响。根据地质勘探资料显示，井田范围内奥灰含水层的富水性较弱。为消除奥灰水的威胁，可通过底板注浆加固改造从而增加底板隔水层厚度。

3.4疏放采空区积水

采空区积水对于矿井生产安全具有很大威胁，治理采空区积水最有效的方式就是进行疏放，其能从根本上解决采空区积水隐患。煤矿开采过后，留下巨大的采空区，上覆砂岩含水层承压水会涌入采空区；下组煤开采过程中，如顶板导水裂隙带贯通采空区，积水会涌入下组煤开采空间，给矿井安全生产带来巨大隐患。对上组煤采空区地质情况比较了解，疏放工作难度不大。

3.5防治水具体手段

3.5.1防治老空水（11、12区）

探查相关区域的时候要遵循一定的原则，即有掘必探，先探再掘，边探边掘原则进行疏放水，我矿采用直流电、瞬变电磁和槽波地震勘探等手段查明构造发育情况及导水性，主要含水层、岩性、水质、水压以及隔水层水性和煤层厚度，在有积水的井巷及采空区的积水范围，标高和积水量，必须绘制在采掘工程平面图及充水性图上，采掘到探水线位置时，必须疏放前进，编制疏放水设计对老空水区进行疏放，放水结束后，对比放水量与预计积水量，采用钻探、物探方法对放水效果进行验证，确保疏干放净。

3.5.2防治底板奥灰水

煤层底板受到承压水的威胁，利用煤层底板和含水层之间较好的隔水性来达到安全开采。国内外很多专家都对此进行了研究，而且所取得的成效显著。其中一项关键技术参数就是突水系数，如果奥灰突水系数小于0.06MPa/m，通过带压开采这种方法来开展矿井防治水工作。因此按照《河南省煤矿防治水管理办法》豫煤行〔2018〕287号文要求，结合《煤矿防治水细则》相关规定，根据实际情况对矿井进行了“三区划分”我矿均处于灰岩含水层水位以下，不存在底板灰岩水的突水危险性。11、12采区处在灰岩含水层水位以下，突水系数T＜0.06Mpa/m。为突水威胁区域。13采区处在灰岩含水层水位以下，突水系数T≥0.06Mpa/m，为突水危险的区域。

1）突水威胁区掘进工作面采取物探先行，对异常区进行钻探验证；采煤工作面进行异常区重点注浆加固，其他区域探注。

2）突水危险区掘进工作面采取物探+钻探超前探措施；采煤工作面进行全覆盖底板注浆加固。

3）由于煤层底板有很多地质构造和裂隙，因此降低了煤层底板隔水层的厚度、强度、完整性和隔水能力，使突水水害发生的概率增加。因此进行底板进行注浆加固，以此避免突水水害的发生。

3.5.3留设断层防水

煤（岩）柱通过该方法能把流入矿井巷道的水源进行有效堵截。断层对整个岩层的破坏情况，因此就能作为含水层之间的通道。断层的某部分导水情况具体如何取决断层两侧岩层的接触关系、断层破坏程度以及水压等，若对断层的导水性没有完全掌握，就要把整个断层当做导水断层来研究。

3.5.4工作面防治水

防治水主要包括三个阶段，巷道掘进阶段、工作面回采前、工作面回采中。巷道掘进阶段工作面防治水重点是探查侧方导水构造和掘进头前方构造，施工时要做到逢掘必钻、先探后掘，然后再采取物探查异+钻探验证相结合的方式进行，局部进行注浆加固改造治理等。

结语

水害对安全生产影响较大，唯有采取针对性的方案来防治才是关键。该文主要分析了云顶煤业水害影响主要因素，重点针对上部老空及底板奥灰水采取措施，保证了矿井的安全生产，希望能够为类似煤矿防治水工作提供帮助。

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