蔣學(xué)明 馬進(jìn)勇

摘要：石槽村煤礦水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜型，工作面超前疏放水水量較大，給工作面及礦井排水系統(tǒng)造成一定困難。礦井回風(fēng)斜井井底聯(lián)絡(luò)巷位于張家廟向斜軸部x即11采區(qū)前期工作面最低洼處，該處排水順暢且耗資較低，在此處超前疏放水可減少后期幾個(gè)工作面超前疏放水工程量且減輕后期工作面排水系統(tǒng)和礦井排水系統(tǒng)的壓力。

關(guān)鍵詞：超前疏放水；向斜；排水系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD742.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）17-0159-02

111采區(qū)概況

11采區(qū)位于石槽村井田中部，含煤地層上部，南北走向長(zhǎng)3 405~5 770 m，東西寬1 991~3 142 m，總面積達(dá)10.4 km2，地面標(biāo)高在166~1 425 m之間，主采煤層為2-1煤、2-2煤、3煤，總儲(chǔ)量為5 920萬(wàn) t。

1.1構(gòu)造

11采區(qū)內(nèi)重要褶曲有：鴛鴦湖背斜、張家廟向斜、張家廟背斜。同時(shí)在井田南部斷層較為集中的地方，特別是新堿溝子正斷層附近，局部形成NNW向波狀起伏。

①鴛鴦湖背斜：為礦區(qū)及井田內(nèi)主要含煤建造，背斜軸走向北西15 ?，背斜在走向上向南傾伏，兩翼不對(duì)稱(chēng)，西翼傾角略大于東翼，在該背斜軸以西，含煤地層呈向西傾的單斜構(gòu)造，傾角30 ?~38 ?，與長(zhǎng)梁山馬家灘向斜西翼構(gòu)成完整的長(zhǎng)梁山馬家灘向斜構(gòu)造；軸線與長(zhǎng)梁山馬家灘向斜軸基本平行。背斜東翼地層傾角存在一定變化，自10勘探線以南受次一級(jí)褶曲影響，傾角較陡達(dá)22 ?~30 ?，10勘探線以北傾角10 ?~18 ?。該背斜在井田內(nèi)長(zhǎng)5 600 m，貫穿井田南北，向北延入梅花井井田，向南進(jìn)入紅柳井田。褶曲波幅150~320 m。屬區(qū)域性褶曲，該背斜在井田內(nèi)控制程度極高，為可靠構(gòu)造。

②張家廟向斜：位于先期開(kāi)采地段南部，由南向北延展至1005孔以北逐漸變緩消失，向斜軸走向北西13 ?~S4勘探線轉(zhuǎn)北西34 ?，向南傾伏，區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度3 800 m，井田內(nèi)2 900 m，最大褶曲波幅220 m。向斜兩翼不對(duì)稱(chēng)，西翼緩東翼陡，西翼傾角10 ?~15 ?，東翼傾角20 ?~30 ?，煤層最大埋深（井田外）二煤850 m，六煤1 000 m，十八煤1 150 m。該向斜屬鴛鴦湖背斜東翼上次一級(jí)構(gòu)造。本次疏放水施工主要集中于向斜軸軸部。

③張家廟背斜：位于先期開(kāi)采地段南部，軸線走向北40 ?西，但中段有扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，背斜軸呈平緩波狀向南傾伏，區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)約4 400 m，井田內(nèi)約2 400 m，西翼傾角約20 ?~30 ?，東翼傾角約3 ?~8 ?，西陡東緩。最大波幅220 m。該背斜屬鴛鴦湖背斜東翼上次一級(jí)構(gòu)造。

1.2煤層

井田內(nèi)延安組含煤地層平均總厚335.37 m，含煤27層，平均總厚31.41 m，含煤系數(shù)為9.4%。其中編號(hào)煤層20層，可采煤層平均總厚28.18 m。11采區(qū)集中超前疏放水主要涉及可采煤層特征如下：

①煤分布范圍內(nèi)大部可采，可采厚度0.87~3.49 m，平均1.88 m，中厚煤層，可采區(qū)內(nèi)煤層厚度由西向東，自北向南有增厚趨勢(shì)，但總體變化不大；井田內(nèi)含一層夾矸，夾矸最大厚度0.24 m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可采區(qū)內(nèi)屬穩(wěn)定煤層。

②煤基本全井田可采，距2-1煤1.88~21.74 m，平均11.22 m。可采厚度1.01~8.11 m，平均3.67 m，屬中厚-厚煤，厚煤層主要分布在鴛鴦湖背斜軸以西，中厚煤層分布在鴛鴦湖背斜軸以東，薄煤層靠近井田東部邊界，煤層厚度自東向西逐漸變厚。煤層含0~3層夾矸，夾矸巖性以碳質(zhì)泥巖、泥巖為主，結(jié)構(gòu)以簡(jiǎn)單-較簡(jiǎn)單為主，屬穩(wěn)定煤層。做為先期開(kāi)采煤層，疏放水工程是工作面回采的必要條件。

1.3含水層特征分析

通過(guò)對(duì)礦井水文地質(zhì)條件及112201工作面和112202工作面超前疏放水工作的分析，本區(qū)2-2煤開(kāi)采后主要充水水源為煤層老頂直羅組下段砂巖孔隙裂隙承壓含水層?，F(xiàn)對(duì)該承壓含水層水害形勢(shì)分析如下。

直羅組下段砂巖孔隙裂隙含水層為鴛鴦湖礦區(qū)區(qū)域性含水層。由于處于2-2煤老頂冒落導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育范圍之內(nèi)，因此是礦井主要防治水對(duì)象。根據(jù)勘探孔資料及探放水鉆孔資料統(tǒng)計(jì)，112201工作面及112202工作面2-2煤頂板距該含水層11.97~70.36 m，平均35.6 m，厚度分布較為均勻，巖性以粉砂巖、泥巖、薄層中細(xì)砂巖和煤層為主，為相對(duì)隔水層，分布規(guī)律為工作面兩側(cè)薄，中部厚；工作面上覆直羅組下段砂巖孔隙裂隙含水層厚度51.21~139.22 m，平均厚度76.38 m，厚度變化較大，總體分布規(guī)律為工作面北部薄，南部厚，其中工作面外側(cè)停采線附近S501鉆孔揭露厚度達(dá)139.22 m，直羅組下段砂巖孔隙裂隙含水層巖性主要為灰綠、藍(lán)灰、灰褐色夾紫斑的中、細(xì)粒砂巖和粉砂巖，夾少量的粗粒砂巖和泥巖，局部含礫；砂巖的成熟度較低，分選性差，接觸式膠結(jié)為主。

2疏放水可行性分析

影響11采區(qū)開(kāi)采的主要充水含水層為頂板直羅組下段砂巖孔隙裂隙含水層，該含水層基本位于采動(dòng)冒裂帶之內(nèi)，屬層狀承壓水含水層。工作面回采后含水層中的水必然通過(guò)冒裂帶導(dǎo)入礦井，并且往往是瞬間沖擊水量大，后期水量迅速衰減甚至干枯。當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)誘發(fā)該類(lèi)含水層突水時(shí)，往往在總出水量有限的條件下給礦井帶來(lái)嚴(yán)重災(zāi)害。

根據(jù)《石槽村井田勘探報(bào)告》和112201工作面及112202工作面疏放水成果分析，直羅組砂巖含水層是以古封存地下水且以靜儲(chǔ)量為主、富水性弱-中等的層狀承壓水含水層，補(bǔ)給來(lái)源主要依靠淺部露頭區(qū)上部含水層(白堊系、第四系水)的補(bǔ)給，由于地下水水頭壓力較大，初見(jiàn)水量較大，但補(bǔ)給水量有限，因此對(duì)該含水層進(jìn)行提前疏放是可行的。含水層受地質(zhì)構(gòu)造影響較大，特別是張性斷層構(gòu)造附近，易形成富水區(qū)，水力聯(lián)系較好，易于疏放。

3疏放工程設(shè)計(jì)的原則和依據(jù)

3.1設(shè)計(jì)原則

①疏放水工程應(yīng)該與工作面巷道工程圍巖環(huán)境、構(gòu)造條件、采掘現(xiàn)狀相適應(yīng)。

②疏放水工程以盡可能提高疏放水量、消耗靜儲(chǔ)量、削減水頭高度為目的，從而實(shí)現(xiàn)工作面采后涌水平穩(wěn)泄出。

③疏水鉆孔裸孔段應(yīng)盡可能多地穿過(guò)疏放目的層，疏水孔應(yīng)全面覆蓋，且孔間干擾盡可能達(dá)到最大值。

④疏水鉆孔的布設(shè)應(yīng)根據(jù)張家廟向斜延展情況，局部進(jìn)行鉆孔密度調(diào)整。

⑤實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)前期鉆孔涌水量與疏水降壓效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整鉆孔布置方式。

3.2設(shè)計(jì)依據(jù)

①《石槽村井田勘探報(bào)告》。

②《112201工作面頂板疏放水設(shè)計(jì)及研究》。

③《112201工作面疏放水資料》。

④《煤礦防治水規(guī)定》及《煤礦防治水規(guī)定釋義》。

4疏放水鉆孔設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用井下群孔疏放鉆孔布署，設(shè)計(jì)鉆孔均為上仰孔，從井底回風(fēng)斜井聯(lián)絡(luò)巷向直羅組下段“七里鎮(zhèn)”砂巖含水層呈扇形布置。計(jì)7個(gè)鉆孔，鉆孔參數(shù)及位置詳見(jiàn)表1及TQ鉆場(chǎng)鉆孔平面布置圖（圖略）。

5結(jié)語(yǔ)

11采區(qū)集中超前疏放水單孔最大涌水量達(dá)390 m3/h，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，雖然短時(shí)間內(nèi)礦井涌水量較大，但是為后期的112202、112203、112205、112206等工作面的超前疏放水工程奠定了一定的基礎(chǔ)，使得后期各個(gè)工作面超前疏放水工程量將很大程度的減少，同時(shí)也為工作面的回采安全提供了一定的保障，并且很大程度的解決了后期工作面排水困難的問(wèn)題，為礦井節(jié)省了相當(dāng)可觀的人力、物力和財(cái)力。

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