煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨

韩青林

摘 要：基于做好承压水害防治的重要性，在对煤层底板岩溶承压水害进行了分析的基础上，就如何综合治理好煤层底板岩溶承压水害这个课题，进行了较为深入的分析和探讨。

关键词：煤层;岩溶承压水;综合治理

一、概述

我国经济的快速发展，也带来了煤矿开采深度的不断加大;随之而来的煤层底板岩溶水害对煤矿安全生产的影响也日益加大，这是我国众多煤矿产区所面临的一项重要安全问题。在实际生产中我国一些地区煤层底板下的岩溶承压水，多数为寒武系灰岩或石炭系灰岩的岩溶承压水，这些岩溶承压水不仅具有较高的水位和较强的富水性，而且其渗透性和补给性也较好，因而在矿区生产过程中，这些岩溶承压水对矿井的安全生产和煤层的安全开采带来极大的威胁，一旦出现突水，必将带来极大的灾难性后果。所以，在矿区生产和煤层开采过程中，重点做好煤层底板承压水害的防治，并兼顾其他水害的综合治理，这对矿井的安全生产将起到极大的保障作用。正是基于此，以下在对煤层底板岩溶承压水害进行了分析的基础上，就如何综合治理好煤层底板岩溶承压水害这个课题，进行了一些有针对性的分析和探讨。

二、关于煤层底板岩溶承压水害的分析

首先，就此类水害形成的水文地质特征来看，这类煤层所在水文地质条件均较为复杂。例如，平煤股份十三矿就属于地质水文条件较为复杂的矿井，其边界断层把基岩地下水对矿区的侧向补给阻隔开，致使此井田形成较为独立的地质水文区域;由于大气降水及当地河水是其基岩地下水主要补给水源，且基于此煤系露头上覆的松散层垂直入渗补给，故此矿区地质水文特征表现为以覆盖型岩溶充水矿床为主。其次，就其主要含水层来看，煤层顶板砂岩裂隙含水层和煤层底板灰岩含水层，多数为此类煤矿区的直接充水含水层。一般情况下，顶板砂岩含水性比较差，其中，寒武系和石炭系灰岩水为此类矿井的主要充水水源。由于其直接充水水源来自于石炭系灰岩水，故很多灰岩层都可能为赋水层，尤其是那些靠近煤层底板的岩层，因其形成条件较为稳定而成为矿井突水的主要来源，对附近煤层的安全开采将带来极大的威胁，由于灰岩含水层具有非均质性的岩溶发育特点，且其含水量程度具有各向分异特性，故其浅部岩溶发育好，且地下水具有強导水性、富水性等特点，再加上厚度大、埋藏深，因而水压高，对矿井的安全生产具有极大的威胁。

三、关于煤层底板岩溶承压水害综合治理的探讨

（一）注浆截流底板岩溶承压水补给通道

我国北方很多煤矿区，在长期内外力的共同作用下，在其地表岩石裸露区分布着一系列岩溶裂隙，这些岩溶裂隙成为当地地表水和大气降水的入渗补给通道，这就是此矿区内岩溶承压水的直接补给区域。因此，在实际生产中，把矿区底板岩溶承压水的补给来源封堵起来，可对底板岩溶承压水补给量起到有效的减少。为此，在这些矿区可进行帷幕注浆截流工程建设。这类截流工程通常由井下和地面工程两部分组成：地面工程根据矿区实际情况，可分为若干段，一般布局在矿区断裂处并在此进行地面注浆孔的布置;井下工程设置在煤矿开采区的总汇风巷和轨道上山处并进行注浆孔的布置，在实际建设治理中，要让井下注浆孔通到地面，形成一道贯穿整个矿区的注浆帷幕墙，最大限度起到阻隔开地表水或岩溶水注入井田补给通道的作用。

（二）建立并不断完善矿井地下水动态实时监测系统

在实际生产实践中，可根据矿区具体情况来建立若干个地面水文观孔、井下水文观孔、地面明渠流量观测点以及井下明渠流量观测点，以此来构成矿井地下水动态实时监测系统。其中，水文观测孔主要是对含水层的水温和水位变化状况进行监测;地面明渠流量观测点主要是对井下排出地面的排水量变化情况进行实时监测;井下明渠流量观测点是对井下排水沟流量变化状况适时实时监测。各观测孔的水温、水位、水压或水量值以及其变化状况，均可通过矿井地下水动态实时监测系统予以实时监测并记录下来，在此基础上再生成相关数据表和相应函数曲线图了;通过分析、研究，就可得出各含水层之间所存在的水力联系、各出水点流量变化状况、各出水点与含水层水位对比的变化状况、各出水点的水压和水质变化状况，由此可有效掌握矿井水情变化情况，不断加深对矿井补给水源的了解，从而为煤层岩溶承压水害的防治提供有效依据。

（三）加大煤层底板隔水层的抗水压能力

对于煤层底板隔水岩在其岩性、组成、层组结构等方面特征，在做好探查清楚的基础上，采用注浆这种方式将含水层转化为隔水层，这样既可对底层来水通道起到良好的封堵作用，而且在原有基础上又大大增加了隔水层厚度。采用注浆这种治理手段，可将隔水层之间的破碎带和原有的诸如裂隙等过水通道实施有效的封堵并加固起来，最大限度提高隔水岩组的抗压强度和自身完整性，从而达到了提高煤层地下岩组的抗水压能力。例如，我国有些矿区，对其采煤工作面实施底板注浆加固，让底板含水层变成隔水层，这样就大大加大了底板隔水层抗压强度，这样在很大程度上就可大大降低采煤工作面发生突水的概率，从而有效保障了矿区的安全生产。

四、结语

总之，就煤层底板岩溶承压水水害防治这项系统工程来看，因其煤层底板岩溶承压水不仅具有高水压、强富水性等特点，而且所在地的地质水文状况也极为复杂多样，不可避免地给带压开采突水带来很大的危险性。因此，在实际生产中，在做好煤层承压水水害分析这项工作的基础上，再制定出综合防治水措施，这对于煤层底板承压水水害的防治以及矿区矿井生产安全的有效保障，均具有极大的促进作用。

参考文献：

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