矿井煤底板岩溶水水害防治可行性初探

矿井煤底板岩溶水水害防治可行性初探引言张集煤矿 A 组煤底板岩溶水水害防治地面钻探工程是淮南矿区潘谢新区首次进行的一次规模较大的灰岩水文地质地面勘探,该项工程基本查明了太原组、奥陶系地层的岩性组合和厚度特征，以及 1煤底板隔水层的岩性、厚度和物理力学性质，对灰岩富水性的非均一性有了基本了解，建立了矿井太原组 C3Ⅰ、C3Ⅱ、C3Ⅲ 组灰岩和奥灰含水层的水位动态观测网。A 组煤含 1、2、3 煤三层，本井田 2 煤、3 煤缺失。1 煤厚度 0-10.35m，平均 6.99m。1 煤底板隔水层厚度 14.80～21.90m，平均17.67m；受构造影响地段，厚度仅为 1.75～8.07m，平均 5.72m。第一水平标高-600m，灰岩水头压力 6.25～6.1Mpa，向深部增大。具备开采煤层厚度大、底板隔水层厚度小、 灰岩水头压力大的特点，因此实现 1 煤安全开采，必须对底板岩溶水害进行有效防治。1 不利条件1.1 区内的西三采区已发现一疑似陷落柱。谢桥矿 2#岩溶陷落带探测资料和东风井-440m 回风道第二次注浆堵水工程资料表明：即使发育到 1 煤至 8 煤中的岩溶陷落带内不含(导)水，但是在影响带内，水文地质条件复杂,高角度裂隙易导水。1.2 灰岩水头压力大。在水压≥6Mpa 条件下开展岩溶水害防治井下工程，两淮矿区尚少先例，难度特别大。1.3 底板隔水层厚度小。淮北、皖北矿区，开采煤层距太原组灰岩 50m 左右，而本区 1 煤底板隔水层厚度仅为 18m 左右。1.4 突水系数大。据淮南矿区老区 A 组煤安全开采的成功经验，突水系数即每米底板隔水层厚度所承受的最大水压值为 0.05Mpa。按本区 1 煤底板隔水层厚度平均为 17.67m 计算，每米隔水层实际承受的水压值为≥0.345MPa。1.5 疏水降压难度大。矿井-600m 水平灰岩水头压力 6.1Mpa 左右 ， 安 全 水 头 值 为 0.884Mpa 。 若 达 到 安 全 水 头 值 ， 需 降 压5.216Mpa。本期地面钻探工程揭露灰岩的 10 个钻孔，有 2 个孔穿过太灰、奥灰见寒灰，1 个孔穿过太灰见奥灰，1 个孔揭露 C31-11 层灰岩，2个孔揭露 C31-9 层灰岩，3 个孔揭露 C31-5 层灰岩，1 个孔揭露 C31-3 下层灰岩，均未见溶蚀现象和漏水，抽水时最大涌水量仅为0.29m3/h。10 个钻孔分布在间距 410～1040m 的 6 个不同地段，足见灰岩岩溶发育和富水性极不均一，给合理布置井下灰岩放水钻探工程以取得较好的疏水降压效果带来特别大的困难。1.6 矿井地处陈桥背斜的东南倾伏端，...