煤田顶底板双灰岩水害分析及防治技术研究

徐敏 江西省煤田地质勘察研究院

煤田顶底板双灰岩水害是煤矿开采过程中的常见水害，具有危害性强、来源广泛的特点，因此是煤田开采中需要重点防治的水害。这一条件下，因为煤田顶底板双灰岩水害来源比较广泛，所以防治工作不能盲目展开，否则容易导致水害复发，严重威胁作业现场安全，对此就有必要展开相关分析，此举具有一定现实意义。

一、煤田顶底板双灰岩水害来源

（一）地表水

某些煤田的地表土体具有较强的透水性，导致大气降雨与来源于其他地方的地表水会逐渐渗透到地层间，而地层间下部底板又普遍具有较强的隔水性，因此上下空间就相当于一个储水库。这一条件下，在地表水的不断渗透过程中，煤田地层间的含水量就会逐步上涨，当含水量达到一定程度后，受开采施工扰动就有可能爆发煤田顶底板双灰岩水害[1]。

（二）老空水

老空水是指存在于煤田采空区低洼区域、排水不利区域的蓄积水体，此类水体一般不具备危险性，但在某些特殊情况下，也有可能造成煤田顶底板双灰岩水害。例如某煤田开采中有5处采空区，其内部存在多处老空水，表面上老空水分布广泛，并无威胁，但随着时间的推移，老空水开始向下渗透，沿着地层间方向蓄积于一处，形成了大量蓄水现象，这时该煤田下层开采区域就出现了煤田顶底板双灰岩水害。

（三）底板灰岩含水

底板灰岩含水是煤田顶底板双灰岩水害的主要来源，也是其主要成因之一，即底板灰岩普遍具有厚度不均的特征，在这一特征下，底板灰岩含水层的含水量会存在较大差异，且水压也有较大差距，这时如果相邻的两个底板灰岩存在较大水压差距，就可能出现煤田顶底板双灰岩水害，容易造成突水、涌水等安全事故发生。

二、煤田顶底板双灰岩水害防治技术

针对煤田顶底板双灰岩水害，其防治技术大体可以分为两个部分，分别为顶部灰岩帷幕截留、底板灰岩综合治理，各部分具体内容如下。

（一）顶部灰岩帷幕截留

首先建议在煤田开采过程中留下隔水煤柱，不要对其进行破坏，其次结合煤柱，针对顶板透水裂隙进行地面定向四五灰施工，完成顺层分支孔钻孔作业，再用高压泵入设备将水泥泵入灰岩裂隙中即可[2]。此举可以在顶部灰岩区域形成一个帷幕状的防水罩，可以将四五灰周边侧向补给阻隔在外，使得该区域含水量不会再次增长，避免地表水、老空水的注入，这样就初步实现了煤田顶底板双灰岩水害防治。而值得注意的是，虽然帷幕的形成可以避免顶部灰岩含水不会继续增长，但不代表煤田顶底板双灰岩水害就完全不会发生，在实际防治过程当中，必须在帷幕形成后将现有水体全部排干，这样才能完全杜绝水害，以保障防治效果。此外，在顶部灰岩帷幕截留中还可能出现水体压差过大，导致帷幕被破坏的现象，这一现象也会导致煤田顶底板双灰岩水害爆发，而针对这一现象，建议根据地面或老空水所处区域地形特征，对顺层分支钻孔及注浆作业方案进行调整，一般情况下顺层分支钻孔不宜过大，且彼此间要有紧密的搭接关系，而注浆所用水泥的强度必须达标，且具有良好隔水性。

（二）底板灰岩综合治理

因为底板灰岩架构复杂，所以此处防治技术具有综合性特征。首先要充分了解底板灰岩的情况，重点观察底板灰岩隔水层的完整程度，如果足够完整，则说明区域内奥灰突水可能性较低，防治技术应当应用于徐灰处，其次根据以往经验可知，徐灰是连接底板奥灰与四五灰水体的中间层，因此其中必然存在裂隙，这一条件下就不能单独使用类似顶部灰岩帷幕截留的方法来进行治理，还需要结合含水层改造方式来进行。含水层之所以含水就是因为其本身具备较强的隔水能力，所以含水层是可以被转化为隔水层的，这就是含水层改造的根本目的，方法上需要先通过注浆等操作填补徐灰中的裂隙，实现徐灰全覆盖，这样徐灰的隔水性能就得以发挥，同时通过施工方法还能加强徐灰隔水层的厚度与强度，提高徐灰隔水性能，此举即可在底板灰岩处全面防治煤田顶底板双灰岩水害。此外，如果底板灰岩天然隔水层不够完整，则需要先进行排水，后采用相同方法来进行填补，最后再对徐灰处进行治理即可。

三、结语

综上，本文对煤田顶底板双灰岩水害分析及防治技术进行了研究，阐述了煤田顶底板双灰岩水害来源与相关防治技术。通过分析可知，煤田顶底板双灰岩水害来源广泛，且危害性较大，如果不加紧防治，必然会导致煤田无法继续开展。而针对这一问题，采用文中提出的防治技术能够在顶部灰岩、底部灰岩处进行全面防治，起到保障煤田开采安全，消除水害威胁的作用。