龙王庙煤矿10煤层底板灰岩富水性与防治对策

摘要：文章根据龙王庙煤矿本次地面补勘钻孔对太灰抽水试验资料，分析10煤层底板太灰的富水性及可能造成的水害隐患为10煤层的开采提供预防太灰水害的防治对策

关键词：太灰水；抽水试验；富水性；防治对策

中图分类号：TD74 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）07-

1 矿井概况

龙王庙煤矿位于宿州市东南约22km，属宿州市埇桥区芦岭镇管辖。井田南北长1.7～4.6km，东西宽1.2～1.7km，面积约7.70km2，设计生产能力为0.45Mt/a。井田内先期开采煤层有72、82、9、10等4层，煤层平均厚度多在1.2～3m之间。开采水平-440m。

设计首采面为10煤层，位于F1-1～F2两条断层之间，可采储量约10万吨，设计标高-430～

-300m。

2 地质及水文地质条件

2.1 地质条件

龙王庙井田处于宿南向斜东翼北段，徐宿弧形构造南段的前缘，西寺坡大逆冲断层左侧。总体为一走向近南北，向西倾斜的单斜构造。井田被一系列总体走向北西，倾向北东的逆断层割切，形成迭瓦状，井田内次级小褶曲发育，地层波状起伏，倾角变化较大。

首采区内已查明的大断层有两条F1-1逆断层，走向N～NNW倾向E～NEE落差0～40m、F2逆断层走向NE倾向SE落差40～70m，预计该区内小断层较发育。

2.2 水文地质条件

龙王庙井田为隐伏煤田，煤系地层上覆第四系松散沉积层，主要有四个含水层位（即四含水），三个隔水层。一般以浅黄色、褐黄色粉砂、砾石、砂砾、粘土质砂、细砂为主。

第二含水层厚一般86～88m，底板埋深78～100.7m，含水层厚5.5～39.3m；本组为孔隙型复合承压含水层，砂岩发育分布不均，富水性也相对强弱不一，以层间水平迳流为主，在局部地带接受一含的越流补给，水位变化基本与一含升降同步，并滞后一含。

第三含水层底板埋深159.8～218.5m，含水层厚19.2～99.2m；本组中部有一层厚层粘土将含水层分为上、下两部分，上部富水性较强，下部富水性较弱。

10煤层顶底板砂岩裂隙水是首采区直接充水水源，底板灰岩水是间接水源。水文地质条件属复杂类型。

井田共有16个钻孔揭露太原组地层，最大揭露厚度251.13m（45-1孔），此孔是由于逆断层推覆所致，其他钻孔仅揭露一～二层灰岩。太原组地层由石灰岩、泥岩、粉砂岩及薄煤层组成，以石灰岩为主，祁东矿26-27-6孔打穿了石炭系太原组和本溪组，并揭露奥灰10.60m。太原组总厚192.81m，见石灰岩14层，厚度82.66m，石灰岩厚度占太原组总厚度42.87%。

据45-1孔对太原组上部灰岩抽水试验，静止水位标高4.17m，q=0.036L/s·m，K=0.591m/d，水质类型为HCO3·SO4～Na·Mg·Ca型。

奥陶系灰岩区域厚度500多m，本井田51-2和48-2两孔见奥灰，揭露最大厚度为47.20m（48-2孔）。由于奥灰含水层距开采煤层较远，在正常情况下对矿井无直接充水影响。

3 水文地质勘探

3.1 地面钻探

由于本井田前期只提供了详查地质报告，水文地质资料不全，所以后期又补勘了20个钻孔，其中有10个钻孔做了抽水试验，首采区有2个钻孔分别为“四含”和太灰，其中中2孔揭露第一层灰岩，厚2.95m，一灰顶标高为-699.95m，下1孔揭露一～五灰，顶板标高-686.53～-622.61m，一～五灰厚度为0.16～24m。

据下1孔和45-1孔对一～四灰含水层抽水试验：静止水位标高1.99～4.17m，q=0.000705～0.036L/s·m，k=0.00139～0.591m/d，富水性弱，水质类型为CO3-k+Na型或HCO3·SO4～Na·Mg.Ca型，矿化度1.037～1.08g/L，全硬度0.031～0.492g/L，pH值为11.64。

3.2 井下措施

根据首采区补勘的2个揭露灰岩钻孔资料，中2孔10煤层底板距一灰顶板136.52m，下1孔118.43m，距离都比较远；但由于中间有F2、F3两条大断层，现在还不能肯定太灰水对10煤层开采有没有影响，为了消除太灰水害，在进入10煤层前必须对其底板做井下超前探放钻和瞬变电磁进行综合防治，达到防治太灰水的目的。

4 太灰富水特点

为了提前做好对首采区的太灰水防治，本次补勘钻孔时特设计中2钻孔落在首采区附近，下1钻孔落在首采区内并对太灰水做了抽水试验；下1孔太灰水的静止水位标高1.99～4.17m，

q=0.000705L/～0.036L/s·m，k=0.00139～0.591m/d，数据表明该区域内太灰含水层富水性弱，是10煤层开采的间接充水水源。

5 防治水对策

（1）加强水情预测预报，做好地面观测孔水位动态观测，发现水位停止或遽然下降等现象，及时分析判断异常原因。当涌水量超过50m3/h，停止工作面生产，制定处理措施。

（2）底板灰岩水的治理不能仅停留在对富水异常区进行钻探查明加固，正常地段探查隔水层厚度的治理模式，探查注浆孔的设计要以小角度的斜孔为主，并垂直构造方向布置，尽可能多揭露灰岩及构造裂隙，保证探查注浆加固效果。

（3）设计施工灰岩放水孔，加大灰岩水疏放量，有效降低太灰水头高度，从根本上解决灰岩水的威胁，杜绝水害事故。

（4）健全排水系统，保证排水能力。受水威胁严重的区域必须做到自流排水，确实不具备自流排水条件时，要保证工作面排水能力达100m3/h，水泵、排水管路的能力相匹配。保证中央排水系统的可靠运行，加强人员值守，保持水仓低水位运行。

（5）制定应急处理预案，加强干部跟班带班，作业场所保持通讯畅通，保持工作面人员撤离路线通畅，现场设指挥标志，一旦发现险情人员能够安全撤离。

作者简介：张文（1965-），男，江苏徐州人，安徽宿州金狮矿业有限公司龙王庙煤矿地质副总工程师。

（责任编辑：叶小坚）