煤矿井下高承压寒灰水区域水灾防治技术研究

胡丽娜

【摘 要】矿井水灾是煤矿五大灾害之一，本文提出一种在复杂地质条件下高承压寒灰水区域水灾防治技术，首先介绍了平煤八矿的水文地质特征，然后介绍了主要技术方案，包括：含水区域探查方法、通过数学模型计算疏水量，最后给出疏放降压孔施工技术要求。该技术已在平煤八矿己五采区成功应用，完全符合矿井安全生产需要，具有一定的推广应用价值。

【关键词】水文地质；疏水降压；防治水技术；突水机理

中图分类号： TD745 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）19-0122-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.054

Research on Flood Control Technology in High Pressure and Cold Ash Water Area of Coal Mine

HU Li-na

（Staff education center of Pingmei Co.，Ltd.Ten Mine，Pingdingshan Henan 467000，China）

【Abstract】Mine flooding is one of the five major disasters in coal mines.This paper proposes a flood control technology for high pressure and cold grey water in complex geological conditions.Firstly，it introduces the hydrogeological characteristics of Pingmei Co.，Ltd.Ten Mine，and then introduces the main technical solutions，including：The method of exploring the water-bearing area，calculating the amount of hydrophobicity by mathematical model，and finally the technical requirements for the construction of the step-down hole.This technology has been successfully applied in the No.5 mining area of Pingmei Co.，Ltd.Ten Mine，which fully meets the mine safety production needs and has certain promotion and application value.

【Key words】Hydrogeology；Hydrophobic hypotension；Water Control Technology；Water Inrush Mechanism

0 前言

承压水头的大小是造成矿井突然透水的重要因素之一，水头越大，突水的可能性就越大[1]；由于平煤八矿二井己五采区是承受高寒灰水压区域，随着开采范围的扩大，底板强含水层寒武系石灰岩含水层突水的可能性极大，给煤矿安全生产带来严重威胁，为确保矿井正常生产，带压开采问题急需解决。

1 水文地质特征介绍

八矿二井己五采区是寒武系灰岩含水层，该含水层顶部至煤层距离84-113m，井田西厚东薄，是开采煤层的间接含水层。其主要含水层段为寒武系中统上部张夏组厚层状鲕状灰岩，厚约200m，岩溶裂隙发育；上统崮山组厚层状白云质灰岩，厚约100m，岩溶裂隙较发育。单位涌水量为2.2l/s.m，地下水温约40℃。该含水层对己组煤层的开采构成较大威胁。

2 主要技术方案

首先通过瞬变电磁电法仪查找寒灰岩溶水的富水部位，然后采用多钻孔大面积疏水降压办法，在原有降落漏斗的基础上，形成新的降落漏斗，进一步降低寒武系灰岩水位，降低采区底板承受的水压，保证该采区原煤生产的正常进行。

2.1 探查方法

采用瞬變电磁技术进行探查[2]，该技术利用偶极装置方式进行工作，偶极距为10m（图1），向己五采区轨道底板垂直往下探测。

采用总计进行113个物理点226个方向的数据采集，测线长度共1110m。最终测定：富水区域位于-600轨道大巷9-25号测量点、-600轨道大巷48-54号测量点、-600轨道大巷61-68号测量点、轨道上山下段12-15号测量点。

2.2 数学模型

八矿己五采区含水层可概化为均质各向同性、底板基本水平的等厚含水层，可用承压完整井稳定流的Dupuit公式计算单孔疏放降压孔疏水量[3]。

式中：Q：预测的疏水量，K：渗透系数，S：疏降水头值，M：含水层厚度，r0：抽水井半径，R：含水层抽水时计算的影响半径，R0：引用影响半径。

根据勘探结果计算，需在富水区域设计6个疏放降压孔，深度150m，合计疏放水量122.4m3/h。

3 疏放降压孔施工技术要求

3.1 钻井液参数：密度为1.08-1.1，粘度为20-23，失水值<10ml，pH值=9。

3.2 套管要求：必须采用钢管，以保证疏放降压孔的使用期限。

3.3 固井作业：表层套管固井和技术套管固井必须采用一级跟踪固井，尾管固井采用一次固井方法。

3.4 完井作业：完井后进行两次洗井作业，然后下入潜水泵抽水，测出本井的动水位、静水位、降深、水温、水量，各项指标都要达到设计要求。

4 结论

复杂地质条件下高承压寒灰水区域的水灾防治一直是困扰矿井安全生产的难题，本文提出的探查方法、疏水技术方案已在平煤八矿己五采区成功应用，完全符合矿井安全生产需要，在煤矿行业具有一定的推广应用价值。

【参考文献】

[1]崔佳星.区域性疏水降压防治水技术研究[J].地下水，2012，（1）：96-97.

[2]陈寒秋，翟宇，回胜利，等.煤层底板含水层突水危险性评价及防治对策[J].煤炭科学技术，2011，（7）：112-115.

[3]葛家德，王经明.疏水降压法在工作面防治水中的应用[J].煤炭工程，2007，（8）：63-65.