1、 礦井煤底板巖溶水水害防治可行性初探 引言 張集煤礦A組煤底板巖溶水水害防治地面鉆探工程是淮南礦區潘謝新區首次進行的一次規模較大的灰巖水文地質地面勘探,該項工程基本查明白太原組、奧陶系地層的巖性組合和厚度特征，以及1煤底板隔水層的巖性、厚度和物理力學性質，對灰巖富水性的非均一性有了基本了解，建立了礦井太原組C3、C3、C3組灰巖和奧灰含水層的水位動態觀測網。 A組煤含1、2、3煤三層，本井田2煤、3煤缺失。1煤厚度0-10.35m，平均6.99m。1煤底板隔水層厚度14.8021.90m，平均17.67m；受構造影響地段，厚度僅為1.758.07m，平均5.72m。第一水平標高-600m，灰巖

2、水頭壓力6.256.1Mpa，向深部增大。具有開采煤層厚度大、底板隔水層厚度小、 灰巖水頭壓力大的特點，因此實現1煤平安開采，必需對底板巖溶水害進行有效防治。 1 不利條件 1.1 區內的西三采區已發覺一疑似陷落柱。謝橋礦2#巖溶陷落帶探測資料和東風井-440m回風道其次次注漿堵水工程資料表明：即使發育到1煤至8煤中的巖溶陷落帶內不含(導)水，但是在影響帶內，水文地質條件簡單,高角度裂隙易導水。 1.2 灰巖水頭壓力大。在水壓6Mpa條件下開展巖溶水害防治井下工程，兩淮礦區尚少先例，難度很大。 1.3 底板隔水層厚度小。淮北、皖北礦區，開采煤層距太原組灰巖50m左右，而本區1煤底板隔水層厚度僅

3、為18m左右。 1.4 突水系數大。據淮南礦區老區A組煤平安開采的勝利閱歷，突水系數即每米底板隔水層厚度所承受的最大水壓值為0.05Mpa。按本區1煤底板隔水層厚度平均為17.67m計算，每米隔水層實際承受的水壓值為0.345MPa。 1.5 疏水降壓難度大。礦井-600m水平灰巖水頭壓力6.1Mpa左右，平安水頭值為0.884Mpa。若達到平安水頭值，需降壓5.216Mpa。 本期地面鉆探工程揭露灰巖的10個鉆孔，有2個孔穿過太灰、奧灰見寒灰，1個孔穿過太灰見奧灰，1個孔揭露C31-11層灰巖，2個孔揭露C31-9層灰巖，3個孔揭露C31-5層灰巖，1個孔揭露C31-3下層灰巖，均未見溶蝕現

4、象和漏水，抽水時最大涌水量僅為0.29m3/h。10個鉆孔分布在間距4101040m的6個不同地段，足見灰巖巖溶發育和富水性極不均一，給合理布置井下灰巖放水鉆探工程以取得較好的疏水降壓效果帶來很大的困難。 1.6 礦井地處陳橋背斜的東南傾伏端，地層走向呈不完整的弧形轉折，北向西、東西向兩組斷層較發育，構造簡單程度屬于中等。部分斷層切割煤系及灰巖地層，使1煤底板隔水層的連續性及穩定性受到破壞，在采動礦壓和水壓的綜合作用下，可能成為導水通道。 1.7 1煤平均厚度為6.99m，屬單一厚煤層。若一次采全高，底板破壞深度會比中厚煤層開采增大。 2 有利因素 2.1 灰巖巖溶發育程度和富水性向深部減弱，

5、是巖溶含水層的區域性規律；已有資料表明：本區及相鄰礦井亦具有與此相同的規律。謝橋礦2巖溶陷落柱帶探測工程奧灰、寒灰深部巖溶發育、富水性較強，是巖溶陷落影響帶的結果，并不具有普遍性。 礦井第一水平標高-600m，深度較大，分析認為：灰巖富水性會趨于減弱。 2.2 謝橋礦東風井及-440m水平回風道突水，造成區域太灰、奧灰、寒灰水位下降，具有補給量不豐富，儲存量消耗的特征。 2.3 謝橋礦-440m水平回風道突水點涌水量在1995年9月第一次注漿堵水工程結束時為344.50m3/h，2021年平均為280.78m3/h,削減了63.72m3/h，即涌水量隨時間延長有所衰減，補給量與排泄量漸漸趨于平

6、衡。其次次堵水過程中，突水點涌水量漸小，2021年8月1日-3日平均為200.66m3/h，同年7月30日，距東風井315m的K4孔（C31-4層灰巖）水位埋深降至228.80m，標高約為-202.50m；表明在有奧灰水補給的條件下，疏水依舊能使C3組灰巖有較好的降壓效果。 2.4 C3組灰巖是1煤開采可能造成直接充水的含水層組，含水小、局部中等。該組灰巖中，以C33上 、C33下厚度較大，富水性相對較強。據已有資料，1煤底板距C33上層灰巖26.0035.60m，平均為27.54m。C31層灰巖富水性微弱，C32層灰巖賦存不穩定，可以作為相對隔水層來利用。 2.5 巖溶含水層上緩傾斜煤層平安開采，國內外已有大量勝利實例，淮南礦區老區亦有許多討論成果和實踐閱歷，其中包括：在受大氣降水補給、局部受奧灰水補給的條件下，對C3組灰巖疏水降壓到平安水頭值，未發生過底板灰巖突水事故。謝一礦在-480、-567、-660m水平將巷道直接布置在C31層灰巖中，取得了疏水截流的效果。原謝二礦采納鉆孔和巷道疏水相結合的