翟镇煤矿下组煤开采底板突水危险性评价及水害防治措施

孙少红++赵庆祥

[摘 要]翟镇煤矿下组煤开采主要受徐、奥灰含水层的影响。由于本井田断层与褶曲并存，地质条件复杂，在底板隔水岩柱薄弱地带或构造破碎地段，存在着灰岩水突破相对隔水层溃入矿井的可能。同时，随着开采深度加大，水压增高，特别是当徐灰与奥灰发生水力联系之后，将以底鼓水形式威胁下组煤的开采。本文应用多因素复合突水模式计算数据（突水指数）对下组煤底板危险性进行评价，根据不同区域突水性指数差异提出相应的水害防治措施。

[关键词]突水 危险性 评价 防治

中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0001-01

1、前言

目前矿井开采11煤，后续将开采13、15煤，但是下组煤距底板徐、奥灰较近，而且邻近矿井—良庄煤矿开采深部下组煤时，曾发生奥灰突水事故。本矿井也受其威胁，因此，进行下组煤开采底板突水危险性评价及水害防治措施，对保障矿井安全、正常生产具有重要的实际意义。

2.1 多因素复合处理

翟镇煤矿底板突水主要因素有构造、含水层富水性、水压、隔水层阻水能力4个因素，在进行复合处理时必须把这4个因素的信息层复合为一个信息层。由于每次复合只能复合两个信息层，所以复合时先复合两个，再将其复合结果与第三个复合，最后再用其结果与第四个复合。复合处理后，各个因素专题图的属性信息均被保留，模型运算时需要用的数据均存在格网文件中。

2.1.1突水模式的建立

根据矿井突水单因素分析，构造初始的数学模型。初始模型包含影响突水的各个主要因素，即由单因素分析所确定的构造、含水层富水性、水压、隔水层阻水能力等因素。初始模型构成后，从复合后的信息层属性表中读取所需要的数据，并进行运算。经过多种模型的运算与反复拟合，翟镇井田最终选定的拟合程度最好的突水模式为：

式中：-突水指数；-构造复杂程度； -水头压力（MPa）；-底板阻水岩层有效厚度；-权重系数，分别为0.6和0.4；—富水性指数，取值1～3，强富水时取3，中等富水取2，弱富水取1。

2.2 评价结果

根据上述突水模式，对翟镇煤矿下组煤分别进行了底板奥灰危险性评价。

2.2.1 11煤底板奥灰危险性评价

计算获得井田范围内突水指数变化于0.10～0.58之间，根据突水指数的取值大小及实际突水情况，将全井田划分为突水危险区，突水较危险区和安全区

（1）危险区（Ⅰ）

突水指数n>0.40，主要分布矿井中部和东部很小一部分，此区域断层复杂，富水性较强，奥灰突水系数较高。

（2）较危险区（Ⅱ）

突水指数n=0.25～0.4，分布于框架中、东部，此区域奥灰富水性中等，断层较为复杂。

（3）安全区（Ⅲ）

突水指数n <0.25，主要分布在非富水区，主要位于矿井的西部，此区域奥灰富水性较弱，构造较为简单，11煤已实现了安全开采。

2.2.2 13煤底板奥灰危险性评价

计算获得井田范围内突水指数变化于0.02～0.6之间，根据突水指数的取值大小及实际突水情况，将全井田划分为突水危险区，突水较危险区和安全区

（1）危险区（Ⅰ）

突水指数n>0.38，主要分布矿井中部、东部和西部很小一部分，此区域断层复杂，富水性较强，底板隔水层（叫）较薄，奥灰突水系数较高。

（2）较危险区（Ⅱ）

突水指数n=0.22～0.38，分布于框架中、东部和西部，此区域奥灰富水性中等，断层较为复杂。

（3）安全区（Ⅲ）

突水指数n <0.22，主要分布在非富水区，主要位于矿井的中西部，此区域奥灰富水性较弱，构造较为简单。

2.2.3 15煤底板奥灰危险性评价

计算获得井田范围内突水指数变化于0.04～0.62之间，根据突水指数的取值大小及实际突水情况，将全井田划分为突水危险区，突水较危险区和安全区。

（1）危险区（Ⅰ）

突水指数n>0.35，主要分布矿井中部和东部很小一部分，此区域断层复杂，富水性较强，奥灰突水系数较高。

（2）较危险区（Ⅱ）

突水指数n=0.2～0.35，分布于框架中、东部和西部较小的区域，此区域奥灰富水性中等，断层较为复杂。

（3）安全区（Ⅲ）

突水指数n <0.2，主要分布在非富水区，主要位于矿井的西部，此区域奥灰富水性较弱，构造较为简单。

3、后组煤开采底板水害防治措施

3.1建立完善的徐奥灰地下水观测系统利用现有观测孔，运用有效的探测手段，查明底板灰岩岩溶的分层赋水性。我矿先后在-400大巷打钻两个奥灰孔，为查清奥灰富水特征和水力联系及治水方案提供了可靠依据。

3.2加强断层含、导水性的探查与分析工作钻探资料表明，断层在天然状态下多数为不含水和不导水。但是，由于断层的含、导水性受到很多的影响，不排除在一定的层位和部位具有一定的含水性和导水性，在采动作用下导水性增强。因此，应加强断层及其含、导水性的探测研究，分析采动作用下断层“活化”的可能。

3.3加强煤层底板突水评价与防治方法研究坚持“物探先行、钻探验证、查明条件、安全开采”的底板防治水原则。在每个工作面形成后，进行工作面开采前的顶、底板含水层的富水性探测和安全开采评价，以便查明地质和水文地质条件，为工作面的安全开采提供资料和保证。如果采取预疏放的措施，则应尽早实施，以免影响工期。疏水时保证矿井排水能力应能满足疏水要求。

3.4.加强东部水文地质条件探查工作。目前矿井主要集中在井田中部、西部开采，中东部及东部水文地质工作较少，今后应加强此区域的水文地质条件探查工作。

3.5 开展煤层底板破坏深度现场探测工作

由于本次底板突水危险性评价中的底板破坏深度按照《规程》计算得到的，本矿井的底板破坏深度具体数值尚没有，因此建议开展煤层底板破坏深度现场探测工作，确定本矿井的底板破坏深度数值。

参考文献：

[1]施龙青等，《基于信息融合的底板突水预测》，中国矿业大学出版社.

[2]方永明，《煤矿水文地质分析、突水预测预报及重大特大透水灾害防治、救治方案设计与快速治理》实用手册，中国煤炭出版社.

[3]房佩贤，《专门水文地质学》，地质出版社.

作者简介：孙少红，女，大学学历，技校教师，翟镇煤矿培训中心教师.