導(dǎo)語(yǔ)：中能煤礦回采工作面頂板水研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以物探方式探查回采工作面頂板含水層富水情況，經(jīng)鉆探設(shè)計(jì)后開展頂板含水層水疏放工作，有效解除了頂板含水層水對(duì)回采工作面的威脅，保障了回采工作的安全。

關(guān)鍵詞：含水層；鉆探；物探；富水區(qū)；防治水

1引言

中能煤礦2306回采工作面受到的水患威脅主要來(lái)自于頂板K8砂巖含水層水，為了切實(shí)保障回采工作安全，消除頂板水威脅，需要開展頂板水疏放工作。根據(jù)物探解釋成果，存在富水異常區(qū)，因此需要制定專項(xiàng)探測(cè)方案，并組織探測(cè)，開展疏放水工作。

2概述

中能煤礦井田位于太行山西側(cè)長(zhǎng)治盆地南部，新生界地層厚度大，地表大部為黃土層所覆蓋。開采3#煤層，埋深約340m～570m，生產(chǎn)規(guī)模240萬(wàn)t/a，立井開拓，綜采放頂煤采煤工藝，全部垮落法管理頂板。煤層厚度為3.68m～5.93m，平均為5.15m。根據(jù)礦井水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告顯示，本井田奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層富水性不均一，含水空間以巖溶裂隙為主，巖溶裂隙發(fā)育及富水性具有隨深度的增加而增強(qiáng)即上弱下強(qiáng)的特點(diǎn)，奧灰水水位標(biāo)高為+628m～636m，全區(qū)帶壓。

2.12306回采工作面概況

2306工作面處于井田南部，沿3#煤層煤層頂板布置，工作面煤層平均厚度5.1m左右，煤層傾角0°~10°。煤層底板標(biāo)高在+425m~+498m范圍內(nèi)。運(yùn)巷長(zhǎng)2460.2m，風(fēng)巷長(zhǎng)2379.5m,工作面長(zhǎng)249.45m。

2.2區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)情況

2.2.1地層中能煤礦井田位于沁水盆地東翼，全區(qū)幾乎全部為第四系所覆蓋，井田地層由老到新為石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）、第四系（Q）。2.2.2含水層第四系松散巖類孔隙含水層，該含水層為孔隙含水層，主要由中-細(xì)砂組成，單位涌水量0.0356L/（s·m）～0.224L/（s·m），該含水層富水性弱-中等。基巖風(fēng)化帶裂隙含水層，該含水層為碎屑巖裂隙含水層，主要由粗-細(xì)粒砂巖組成，單位涌水量0.0218L/（s·m），滲透系數(shù)0.026m/d，屬弱富水性含水層。二疊系上石盒子組與下石盒子組砂巖裂隙含水層，該含水層為碎屑巖裂隙含水層，含水空間以構(gòu)造裂隙為主，含水層主要由粗-細(xì)粒砂巖組成，一般裂隙較發(fā)育，局部充填，單位涌水量0.0365L/（s·m），滲透系數(shù)0.0622m/d，該含水層屬弱富水性含水層。山西組砂巖裂隙含水層，該含水層為碎屑巖裂隙含水層，含水空間以構(gòu)造裂隙為主，含水層由中、細(xì)粒砂巖組成，單位涌水量0.00046L/（s·m）～0.006L/（s·m），滲透系數(shù)0.0026m/d～0.053m/d，該含水層屬弱富水性含水層。太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，該含水層為碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層，含水空間以裂隙為主單位涌水量0.0002L/（s·m），滲透系數(shù)0.002m/d，屬弱富水性承壓含水層。奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，該含水層為巖溶裂隙含水層，含水空間以巖溶裂隙為主，峰峰組和上馬家溝組混合抽水試驗(yàn)結(jié)果單位涌水量4.248L/（s?m），滲透系數(shù)11.373m/d，屬?gòu)?qiáng)富水性承壓含水層。

2.3地面物探

2.3.1方法原理瞬變電磁法的物理基礎(chǔ)為電磁感應(yīng)原理，即導(dǎo)電介質(zhì)在階躍變化的激勵(lì)磁場(chǎng)激發(fā)下產(chǎn)生渦流場(chǎng)的問題。良性導(dǎo)電地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)二次場(chǎng)與地質(zhì)體的電阻率密切相關(guān)，電阻率越低、低電阻地質(zhì)體規(guī)模越大，感應(yīng)二次場(chǎng)越高、二次場(chǎng)衰減越慢。2.3.2使用儀器地面瞬變電磁勘探使用加拿大生產(chǎn)的PROTEM67瞬變電磁勘探系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有發(fā)射電流大，抗干擾能力強(qiáng)，采用不同頻率發(fā)射，可針對(duì)不同的勘探深度，保證不同時(shí)段的采樣精度2.3.3物探成果本次主要探放工作面回采后導(dǎo)水裂隙帶所溝通的各含水層（主要為K8含水層，距離工作面底板約55m）及其物探解釋異常區(qū)。減輕其對(duì)工作面的影響，保證工作面采掘安全。根據(jù)資質(zhì)單位提交的《地面電法勘探報(bào)告》，顯示2306工作面切眼距停采線內(nèi)共賦存的K8富水異常區(qū)2處（編號(hào)1#、2#），面積分別為11667m2和66422m2。疏放水鉆孔設(shè)計(jì)3.12306工作面導(dǎo)水裂隙帶計(jì)算礦井水文地質(zhì)將冒落帶、裂隙帶合并稱為導(dǎo)水裂縫帶，導(dǎo)水裂縫帶所溝通的含水層水參與礦井充水。中能煤礦3#煤頂板巖性為砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖等煤系地層，2306工作面3#煤層最大厚度為5.5m，采煤方法為走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化綜采低位放頂煤采煤法，全部垮落法管理頂板。經(jīng)計(jì)算，開采3#煤層垮落帶的最大高度為14.5m，上覆巖層采動(dòng)導(dǎo)水裂縫帶最大高度為50.0m。綜合上述兩種計(jì)算方法，取相對(duì)較大值，開采3#煤層冒落帶的高度為22m，上覆巖層采動(dòng)導(dǎo)水裂隙帶高度為82.6m。局部能達(dá)到K8砂巖及K8以上砂巖裂隙含水層，甚至某些地段達(dá)到上石盒子組K10砂巖含水層，使之成為工作面直接充水含水層3.22306工作面疏放水鉆孔設(shè)計(jì)本次井下疏放水鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)均參考礦井以往物探及3802、3803鉆孔柱狀圖確定，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)探放水情況再做適當(dāng)調(diào)整，以達(dá)到本次疏放水工作的目的。計(jì)劃分別布置8個(gè)鉆場(chǎng)對(duì)頂板含水層水進(jìn)行疏放，具體情況如表1、圖2：4鉆孔疏放水成果經(jīng)疏放，共計(jì)疏放水量為176250.6m3，回采過程中，工作面涌水量為18.6m3/h，對(duì)工作面推采影響較小。各鉆場(chǎng)疏放孔放水量匯總情況見表2.

3結(jié)論

（1）本次物探異常區(qū)范圍內(nèi)1、2、4、6、7號(hào)鉆場(chǎng)疏放水量總計(jì)達(dá)到137852m3，K8砂巖含水層富水區(qū)與物探常區(qū)較為對(duì)應(yīng)，物探異常區(qū)與K8砂巖含水層吻合率達(dá)到78.2%，成果較為可靠。但其余鉆場(chǎng)位置處無(wú)物探異常范圍顯示，本次探測(cè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)根據(jù)煤巖層高程變化進(jìn)行了補(bǔ)充鉆探設(shè)計(jì)，疏放水效果較為良好。（2）通過科學(xué)分析，針對(duì)性的開展頂板K8砂巖水疏放工作，有效解除了2306回采工作面頂板水患威脅，確保了回采工作的安全。由于導(dǎo)水裂隙帶能夠直接溝通頂板富水異常區(qū)，避免了回采過程中頂板水直接到達(dá)工作面，也保障了回采工作的安全文明生產(chǎn)。（3）針對(duì)頂板水疏放，應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合含水層物探異常及煤層頂板高程變化趨勢(shì)，同時(shí)可以考慮增加第二種物探方式，提高物探探測(cè)的準(zhǔn)確率，保障疏放水效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]曹麗曉.雙柳煤礦膠帶巷延伸段含水層放水試驗(yàn)研究[J].能源技術(shù)與管理,2017,8:91-92.

作者：劉磊 單位：晉能控股煤業(yè)集團(tuán)長(zhǎng)治有限公司