東龐礦防治水形勢及對策

摘要：文章分析并闡述了東龐礦開采2#煤、9#煤防治奧灰水采取措施及對策，首先確立了“預防為主、科學找疑，有疑必探，探治結合、先探后掘、先治后采”的防治水原則，采用物探與鉆探相結合，多種手段相互驗證，科學穩妥地實施防治水工程，確保礦井安全生產。

關鍵詞：奧灰水防治水

1 礦井地質及水文地質條件簡介

冀中能源金牛股份公司東龐礦地處太行山東麓，井田內主要含煤地層為石炭系上統太原組、二疊系下統山西組，其次為石炭系中統本溪組，2#煤和9#煤為井田內主采煤層。區內含水層主要包括第四系砂礫石層孔隙潛水含水層、二疊系砂巖裂隙承壓含水層，寒武、奧陶系灰巖裂隙巖溶承壓含水層，對礦區內煤層開采防治水工作影響較大的是大青灰巖含水層及中奧陶系灰巖含水層。中奧陶統灰巖厚度大，水頭高，是本礦區煤層開采的主要水害，是石炭二疊紀煤系地層基盤，是礦區生產過程中重點防范水對象。從東龐井田內揭露峰峰組的鉆孔看，有一部分鉆孔有不同程度的巖溶現象，并有個別鉆孔發現巖溶很發育，根據資料分析，奧灰頂部裂隙、蜂窩狀小溶孔及小溶洞發

育。

東龐井田的構造發育有著明顯的的分區性和不均一性，根據構造的復雜程度及地層產狀特征，把井田分成四個構造單元，即南部單斜區、中部斷裂帶、北部波曲區和東部褶斷帶，南部單斜區構造簡單，北部波曲區次之，中部斷裂帶、東部褶斷帶構造復雜，井田內構造形式有斷裂、褶曲、巖溶陷落柱等均有發育，其中斷裂構造最為發育，斷裂發育是本井田的主要特點。礦井東北、西北、東南部斷層為隔水邊界、西南部奧灰含水層與區外水力聯系密切。為三面隔水、一面進水的半封閉型水文地質小單元。

2 礦井防治水面臨的形勢

一般認為，東龐礦開采2#煤層的水文地質條件比較簡單，開采2#煤主要受2#煤頂板砂巖水、野青灰巖水、沖積層底部礫石層水以及老空水的影響。在北翼2600采區、三水平地區回采期間，工作面初次來壓時局部富集的頂板砂巖水最大水量達40m3/h，但很快疏干，頂板砂巖水補給條件較差。

在簡單單斜構造地區、在已經達到A級高級儲量勘探區、在精查地質報告以及奧灰水放水試驗報告均未有2#煤與奧灰水溝通的前提下，發生“4.12”特大突水災害后， 2#煤開采水文地質條件需要重新認識。由于奧陶系灰巖含水層厚度大，含水豐富，既不利于疏干降壓，也不利于注漿履行，因此，對奧灰含水層要采取“預防為主，封堵通道。”的防治水措施，才能保證安全生產，根據區域地質資料，該區奧陶系灰巖含水層厚度大于500m，巖性主要為角礫狀灰巖、白云質灰巖及厚層狀結晶灰巖，以巖溶裂隙含水為主，含水豐富，主要通過垂向導水構造補給上部含水層，在煤礦開采過程中，奧灰水隨時可能通過垂直導水通道，對2#煤層的開采造成威脅。

此外，東龐礦北井9#煤工程投產后，9#煤底板隔水層厚度35m左右，底板奧灰水及淺部小窯老空水的威脅十分嚴重。

3 防治水對策

3.1 通過放水試驗進行異常區排查

為了防止新區發生陷落柱突水，以大青灰巖含水層作為“目標層”進行放水試驗，圈定高水位異常區，并進行勘探，確定其性質和特點，針對導水陷落柱或導水斷層提出防治方法和措施。

3.2 加強井上下科學探測工作

本著“物探普查、科學找疑；有疑必探、先探后掘”的原則，加強了井上下科學探測工作。

3.2.1 以查明采區、工作面導、含水構造為目的，首先通過地面三維（三分量）地震等物探方法對所有未采區域全面覆蓋，找出可疑區域，然后對異常區采用大功率直流電法、瞬變電磁法綜合探測，找出可能的含水構造，再有重點地采用地面鉆探工程加以確認。

針對深部水平水文地質條件復雜化的特點，在井上下布置放水試驗鉆孔，形成相應含水層的地下水位觀測系統。通過各種水文地質資料的分析研究，預測導水陷落柱可能存在的范圍，對可能存在陷落柱的異常區采用井下物探和鉆探方法進行探查，進一步縮小其范圍。

3.2.2 在井下掘進時，采用物探和鉆探手段對可疑區域進行掘進超前探測。一方面可以再次驗證地面探測成果，另一方面可以發現地面探測漏網的疑點，進一步降低突水災害風險。

①引進直流電法儀進行超前探測，探測距離80m，在7個工作面進行了探測，起到很好效果。

②為了減少超前探測對生產的影響，引進了井下瞬變電磁側向探測技術，利用已有巷道進行垂直側向探測，探測深度150m以上，這樣以后在側向探測區域內掘進巷道，則不需進行連續超前探測。該技術在該礦-480南翼大巷側向探測2903突水陷落柱效果十分顯著。

③回采工作面掘完后，要進行電磁波坑透探測，進一步查清工作面內的隱伏構造，對于坑透探測出來的異常區，要進行音頻電透視底板探測；對于音頻電透視探測出來的異常區，要上鉆探過程進行驗證，如果異常區確實導水或含水，則要進行鉆探封堵。

3.3 建立井上下觀測系統，引進地下水位遙測系統，對地面3個奧灰水位觀測孔及井下主要觀測站進行了24小時監測。下一步將對井下主要涌水量觀測點安裝遙測系統，24小時監測各出水點的涌水量變化情況，尤其是可能受到西部邊界小煤礦影響的南翼地區，要加密觀測，隨時監測小煤礦對大礦的影響。