萬(wàn)海文 代濤

摘? 要：文章通過(guò)對(duì)許疃煤礦斷層導(dǎo)富水性，通過(guò)鉆孔鉆探得出了斷層的具體位置，做抽水試驗(yàn)得出了斷層的富水性，分析了斷層的富水性對(duì)煤礦是否安全掘進(jìn)開(kāi)采的影響，并提出了加固處理措施、并對(duì)斷層進(jìn)行了注漿加固。

關(guān)鍵詞：鉆孔;斷層;抽水試驗(yàn);富水性;注漿加固處理

中圖分類號(hào)：TD745 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）17-0109-02

Abstract： Based on the water conductivity of fault in Xutuan Coal Mine， the specific location of fault is obtained by drilling， the water abundance of fault is obtained by pumping test， and the influence of water abundance of fault on whether the coal mine is safe and stubborn is analyzed. The reinforcement measures are put forward， and the fault is strengthened by grouting.

Keywords： drilling; fault; pumping test; water enrichment; grouting reinforcement treatment

1 礦區(qū)概況

許疃煤礦位于安徽省毫州市蒙城縣許疃鎮(zhèn)境內(nèi)，北距淮北市80km，東北距宿州市約37km，西南距蒙城縣城約28km。礦井北端與童莊井田毗鄰，南端至板橋斷層，西北與界溝煤礦相鄰，淺部止于各可采煤層露頭，深部以32煤層-800m水平投影線和采礦許可的邊界為界、與趙集勘查區(qū)、許疃深部相鄰。走向長(zhǎng)約9～12km，寬約3～7km，礦井面積約52.5923km2。

許疃煤礦位于童亭背斜以南，總體為一走向南北，向東傾斜的單斜構(gòu)造，礦井主采煤層32、71、72、82、10煤層平均總厚11.01m。

許疃煤礦與任樓煤礦相臨，任樓煤礦在試生產(chǎn)期間首采工作面發(fā)生了特大型巖溶陷落柱突水災(zāi)害，導(dǎo)致整個(gè)礦井被淹。許疃煤礦與任樓煤礦處于同一水文地質(zhì)單元，回采二疊系山西組7、8煤層時(shí)同樣受到太灰水和奧灰水的潛在威脅。許疃煤礦主采煤層距奧灰頂界面的距離在250m以上，僅有當(dāng)采區(qū)內(nèi)存在落差較大的斷層或陷落柱時(shí)，深部灰?guī)r水才可能通過(guò)斷層或巖溶陷落柱導(dǎo)升而引起突水。

2 許疃斷層初期探查情況

許疃斷層位于礦井北部（原84與86采區(qū)邊界），逆斷層，走向NWW，傾向SSW，傾角55～63°，落差115-325m，礦井內(nèi)延伸長(zhǎng)度約8100m。有8個(gè)孔穿過(guò)，地震有35個(gè)剖面點(diǎn)（A-13、B-14、C-8）控制。該斷層切割F5逆斷層，在切割處，落差最大，向深部方向變小，于礦井東部界外尖滅。該斷層為礦井內(nèi)最重要的斷層之一，它控制著井田內(nèi)南北煤層發(fā)育程度和煤質(zhì)差異分布。為查明斷層。據(jù)65-66-3孔抽水試驗(yàn)資料：統(tǒng)一換算后q=0.0003l/s.m， K=0.0009m/d，富水性弱，水化學(xué)類型為HCO3～Na。PH值8.4，礦化度0.234g/l，全硬度1.91德國(guó)度。

3 增加鉆孔探查許疃斷層詳細(xì)位置

根據(jù)許疃斷層分布、考慮北翼運(yùn)輸、軌道大巷及-630m回風(fēng)大巷展布情況，地面現(xiàn)場(chǎng)施工條件、提高速度和效率以及鉆探施工等因素，布置了4個(gè)地面探查孔，孔位選擇在回風(fēng)大巷與運(yùn)輸大巷之間的斷層帶位置，終孔至斷層下盤灰?guī)r，終孔深度均在760m左右，探查許疃斷層導(dǎo)富水性及斷層影響范圍。

4 鉆孔施工中遇到的水文地質(zhì)情況

施工鉆孔到施工現(xiàn)場(chǎng)后施工步驟為鉆孔定位→鉆進(jìn)至基巖風(fēng)化帶以下→測(cè)井→擴(kuò)孔、下第一趟套管、水泥漿止水、檢查止水效果→鉆進(jìn)至7煤下→測(cè)井→擴(kuò)孔、下第二趟套管、水泥漿封閉止水→檢查止水效果→進(jìn)行抽水試驗(yàn)。鉆孔取芯從（200m）開(kāi)始取芯至終孔。驗(yàn)收各煤層取樣，巖芯采取后及時(shí)清洗干凈、做到了按順序擺放，并做好了巖芯的編錄及裂隙發(fā)育等描述工作，巖芯保存到礦方驗(yàn)收后方可丟棄。基巖以下清水鉆進(jìn)，并做消耗量觀測(cè)，做到認(rèn)真及時(shí)準(zhǔn)確。斷層水文孔的工作內(nèi)容主要有鉆孔沖洗液漏失量觀測(cè)、鉆孔水位觀測(cè)、取3-2煤、7煤、8-2煤常規(guī)電測(cè)井以及抽水試驗(yàn)。

86采區(qū)后期增加施工4個(gè)鉆孔，鉆探工程量3020m，其中四孔均穿過(guò)斷層，從取芯結(jié)果看，穿過(guò)斷層的四個(gè)鉆孔在570m至600m處巖芯破碎，其它處正常。1號(hào)孔在570-590m有20m的破碎帶，巖性為粉砂巖，泥巖，泥質(zhì)膠結(jié)，巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發(fā)育，較破碎，明顯擠壓現(xiàn)象。泥巖、斷口參差狀，泥質(zhì)膠結(jié)，局部巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發(fā)育，較破碎，明顯擠壓現(xiàn)象，局部見(jiàn)擦痕，推測(cè)為逆斷層，落差約為125m;2號(hào)孔在580-591m有9.20m的破碎帶。泥質(zhì)膠結(jié)，巖芯較破碎，斷口參差狀，局部巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發(fā)育，較破碎，明顯擠壓現(xiàn)象，有揉搓?duì)?，推測(cè)為逆斷層，落差約為120m;3號(hào)孔在582-587m有5m的破碎帶。泥質(zhì)膠結(jié)，巖芯較破碎，斷口參差狀，局部巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發(fā)育，較破碎，明顯擠壓現(xiàn)象，有揉搓?duì)?，推測(cè)為逆斷層，落差約為117m;4號(hào)孔在575-596m有21m的破碎帶，泥質(zhì)膠結(jié)，巖芯較破碎，斷口參差狀，局部巖芯擠壓揉皺，呈糜棱狀，斷層泥巖發(fā)育，較破碎，明顯擠壓現(xiàn)象，推測(cè)為逆斷層，落差約為136m。

4個(gè)鉆孔施工時(shí)認(rèn)真執(zhí)行“規(guī)程”、“規(guī)范”要求，單孔施工時(shí)技術(shù)人員作好了單孔設(shè)計(jì)，對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，并做好“三邊”工作，現(xiàn)場(chǎng)繪制了有關(guān)圖紙和曲線，下套管后進(jìn)行了止水檢查：做了止水檢查，檢查止水要求先檢查絲扣是否漏水，然后鉆具掃孔至管口以下0.5m左右，檢查套管的封閉情況;采用水位差法，提鉆后將管內(nèi)加滿水，觀測(cè)管內(nèi)水為升降變化，連續(xù)觀測(cè)了4小時(shí)以上，管內(nèi)水位升降≤10cm止水合格，止水檢查記錄在止水檢查記錄表中。正式抽水前作了一次最大水位降深的試驗(yàn)抽水，初步了解水位降低值（S）與涌水量（Q）的關(guān)系，以便是正式抽水時(shí)合理選擇水位的降深、抽水設(shè)備及方法;抽水時(shí)應(yīng)盡設(shè)備能力做最大降深，降深次數(shù)一般不少于3次，抽水點(diǎn)做到合理分布，每次水位降深間距不應(yīng)小于3m。最大降深S1對(duì)于潛水應(yīng)等于1/3至1/2H（H為從含水層底板算起的水位高度）;對(duì)于承壓水應(yīng)盡可能降至含水層頂板。且S2=2/3S1，S3=1/3S1。本工程施工每個(gè)鉆孔因涌水量較小、（1號(hào)孔q=0.00035L/s.m;2號(hào)孔q=0.00042L/s.m;3號(hào)孔q=0.00056L/s.m;4號(hào)孔q=0.00039L/s.m），每個(gè)鉆孔均進(jìn)行了一次最大降升的抽水試驗(yàn);各孔抽水的水位、流量的穩(wěn)定時(shí)間不少于8小時(shí)。抽水試驗(yàn)后期在出水管口采取2L水樣進(jìn)行了水質(zhì)分析。施工的4個(gè)鉆孔出抽水試驗(yàn)水量均較小，約在1.5m3/h，水溫34℃，經(jīng)水樣水質(zhì)化驗(yàn)為砂巖裂隙水。各鉆孔結(jié)束后均進(jìn)行了注漿、封孔，共計(jì)注漿量210噸。

通過(guò)各種物探、鉆探等方法驗(yàn)證斷層呈現(xiàn)狀態(tài)、斷層較發(fā)育，其頂界面發(fā)育在82煤底板下平均20m的位置。

鉆孔鉆進(jìn)時(shí)沖洗液漏失量較大，說(shuō)明裂隙較發(fā)育，巖芯破碎，但抽水試驗(yàn)時(shí)涌水量很小，說(shuō)明總體富水性較弱，水質(zhì)及水溫均顯示為砂巖裂隙水，也說(shuō)明了該斷層帶與灰?guī)r水沒(méi)有導(dǎo)通。

后期通過(guò)鉆孔對(duì)斷層帶進(jìn)行了注漿加固，斷層注漿加固施工效果良好，對(duì)該區(qū)域的圍巖性質(zhì)、水文地質(zhì)條件都有所改善，也對(duì)今后該區(qū)域的煤層開(kāi)采增加了安全保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

各鉆孔抽水試驗(yàn)后：得出單孔最大q=0.00056L/s.m， K=0.00098m/d，富水性弱。根據(jù)抽水試驗(yàn)資料得出許疃斷層屬于弱富水性斷層。本文在總結(jié)勘查區(qū)地質(zhì)鉆孔成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合斷層在掘進(jìn)開(kāi)采過(guò)程中可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問(wèn)題對(duì)斷層帶的巖性進(jìn)行了分類，分類的方法簡(jiǎn)單明確。施工的鉆孔對(duì)斷層進(jìn)行了注漿加固，施工鉆孔附近區(qū)域斷層注漿加固施工效果良好，對(duì)該區(qū)域的圍巖性質(zhì)、水文地質(zhì)條件多有所改善。后期開(kāi)采地質(zhì)構(gòu)造受采動(dòng)影響，許疃斷層需要增加鉆孔進(jìn)行注漿加固治理，應(yīng)增加地面定向鉆孔并建立地面集中注漿系統(tǒng)，注漿能力大于30m3/h，注漿材料以水泥為主，加適量黏土，注漿后應(yīng)增加水文鉆孔做抽水試驗(yàn)予以驗(yàn)證，確保安全開(kāi)采。

參考文獻(xiàn)：

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