鶴煤二礦3403（南）工作面水情水害預(yù)報效果與應(yīng)用

摘要：本文對3403（南）工作面煤柱工作面的工作面主要充水因素、工作面預(yù)計水量、水害威脅情況分析以及采取措施效果與應(yīng)用方法進行了論述。

關(guān)鍵詞：3403（南）工作面 水情水害 效果與應(yīng)用

3403（南）工作面位于二礦三水平西南部，工作面西北（上）部為鶴壁集東部煤柱寬條帶工作面（已采），東（下）部為3204煤柱、3202工作面（已采），工作面在煤層底板標高：-180m～-280m，埋深387.6m～471m之間。工作面走向長230 m，平均寬75.54m，平面積為17375m2。開采煤層為二疊系山西組二1煤層，該工作面地面位于鶴壁集鎮(zhèn)東南部，有鶴壁集東街村、原鶴壁市汽車運輸一隊、二隊，民宅較多，部分拆遷，現(xiàn)正在改造中，地形屬山前丘陵階地，地面標高在+182m～+191m之間，植被、不很發(fā)育，煤系地層全部被新生界地層覆蓋，有礦區(qū)鐵路從工作面上方通過。

1 含水層及隔水層的劃分

根據(jù)本礦區(qū)勘探鉆孔和井下水文地質(zhì)觀測資料顯示區(qū)內(nèi)主要含水層有奧陶系中統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r含水層（O2），太原群二層灰?guī)r含水層（C2tL2）太原群八層灰?guī)r含水層（C2tL8）。二1煤頂?shù)装迳皫r含水層（S9、S10）及第三系、四系砂礫巖含水層。影響本礦礦井生產(chǎn)的主要含水層有O2、C2tL2、C2tL8 及S9、S10砂含水層。現(xiàn)分析如下：

1.1 含水層

1.1.1 奧陶系灰?guī)r含水層

位于二1煤下160.00～205.37m，平均180.03m，本礦南翼二水平下部受F3斷層的影響，斷層下盤馬家溝灰?guī)r抬起與二1煤及其它各含水層直接接觸。在西部山區(qū)奧陶系馬家溝組灰?guī)r廣泛出露，接受大氣降水補給，根據(jù)地表勘查和鉆孔揭露證明巖溶裂隙比較發(fā)育、富水性強，但不均一，特別是接近頂面20多米范圍，由于鋁質(zhì)泥巖的充填富水性減弱。

1.1.2 太原組上段L8灰?guī)r含水層

位于二1煤下31.97～68.31m，平均39.95m，層位和厚度都比較穩(wěn)定，層厚0.87～8.62m，平均5.08m，屬巖溶裂隙含水層，但巖溶裂隙發(fā)育不均勻，涌水量0～28.8m3/h，補給條件差，本礦通過生產(chǎn)實踐證明，在沒有其它強含水層補給的情況下，靜儲量有限，易于疏干，目前在北翼三水平地區(qū)，C2tL8灰?guī)r水被疏降到-420m標高，且在掘進-310采區(qū)運輸機上山時揭露C2tL8已無水。

1.1.3 山西組砂巖裂隙含水層

為二1煤開采直接充水含水層，S10位于二1煤上5.65～29.39m，平均20.58m，S11位于二1煤上25.50～56.67m，平均40.90m，S9砂巖位于二1煤下0.64～12.17m，平均4.58m，S11、S10、S9砂巖屬裂隙承壓含水層，根據(jù)開采實踐證明，三層砂巖水的共有特征是補給條件差、含水性弱，如S10、S11含水層通過在沿煤層頂板巷道掘進遇到裂隙發(fā)育地區(qū)時發(fā)生淋水、滲水、漏水等，涌水量介于3.00～22.00m3/h之間，S9砂巖水大部分是隨底板巖巷掘進揭露出水，涌水量在2.70～8.00m3/h之間，說明該區(qū)裂隙發(fā)育，富水性較強。

1.1.4 新生界礫巖（卵石）含水層

在新近系、第四系粘土、黃土中有1～5層灰色礫巖或卵巖層，厚度1.10～26.50m，厚度變化大而多不連續(xù)，古地理較凹地區(qū)，沉積較厚，較凸地區(qū)比較薄或缺失，它們具潛水性質(zhì)，補給條件以大氣降水為主，富水性較弱，根據(jù)本礦53年來開采實踐證明，對井下開采影響不大。

1.2 隔水層

1.2.1 本溪組隔水層

該段巖層，除兩層灰?guī)r外，主要是泥灰?guī)r鋁質(zhì)泥巖以及砂巖泥巖等弱透水層（占本組地層1/2左右），能起到很好的隔水作用，但在斷層帶附近或隔水厚度較小的地區(qū)，隔水性能有所減弱。

1.2.2 二1煤底板至C2tL8灰?guī)r之間隔水層

二1煤底板至C2tL8灰?guī)r之間隔水層的泥巖，砂質(zhì)泥巖，組成了隔水層，厚度31.97～68.31m，平均39.95m。

1.2.3 二1煤頂板隔水層

二1煤頂板上由砂質(zhì)泥巖等構(gòu)成隔水層，因厚度不大對一次采全高時起不到隔水作用。

1.2.4 新近系粘土隔水層

目前二礦在北翼三水平深部開采，處于導(dǎo)水裂隙帶之上的新近系粘土隔水層，大范圍地連續(xù)分布，對阻隔地表水與新生界孔隙水具有一定的作用。

2 工作面主要充水因素

3403（南）工作面內(nèi)外沒有導(dǎo)水?dāng)鄬樱饕渌蛩厥巧喜窥Q壁集東部煤柱寬條帶采空區(qū)局部低洼處預(yù)計存在頂板含水層裂隙水、生產(chǎn)注漿積水，鶴壁集東部煤柱寬條帶回采初期因放頂和上部S11、S12含水層溝通，造成短暫出水，最大涌水量近30m3/h，歷時17天，工作面涌水量近5900m3，以后逐漸降至4.5m3/h，對施工沒有構(gòu)成影響；工作面回采期間穩(wěn)定在1m3/h～3m3/h，在下部3405煤柱工作面出架巷和3204聯(lián)絡(luò)巷掘進期間已對該處積水進行有效疏放，放出積水約500m3；目前該處還在淋水，正常涌水量在1m3/h～3m3/h，在回采3403（南）工作面上時，要加強觀測，對局部積水采取針對性的超前探測措施。

3 水害威脅情況分析

3403（南）工作面受水害威脅不大，在正常情況下，不會發(fā)生突水事故。根據(jù)掌握的水文地質(zhì)資料分析，工作面回采一般表現(xiàn)為淋水或滴水，積水部位主要突出在鶴壁集東部煤柱寬條帶采空區(qū)頂板含水層裂隙水、下部注漿積水，因此在回采過程中施工單位要制定針對采空區(qū)的超前探測措施，要嚴格按措施施工，做到“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，確保掘進安全。

4 采取措施

4.1 為保證安全生產(chǎn)工作面回采前需安裝2臺滿足排水需要排水泵（一臺備用），安裝兩趟與水泵排水量相適應(yīng)的排水管。

4.2 嚴格貫徹防治水的重要性及3403（南）工作面周邊水文地質(zhì)條件。

4.3 人人做到熟知3403（南）工作面的水害避災(zāi)路線圖。

4.4 工作面回采期間須加強生產(chǎn)用水管理，在工作面最低處配備能滿足需求的4寸排水管路和30KW的水泵。

4.5 施工單位回采接近-180水倉時，要加強觀測，制定安全技術(shù)措施，采取針對性的超前鉆探，確保安全生產(chǎn)。

5 效果與應(yīng)用

經(jīng)過前期對3403（南）工作面煤柱工作面的水文地質(zhì)調(diào)查、分析，工作，對該工作面的各種充水因素剖析及其周邊已采工作面地質(zhì)構(gòu)造等各類有可能造成水害威脅的水文地質(zhì)條件分析后，編寫3403（南）工作面水情水害預(yù)報，自工作面開采以來，根據(jù)該水情水害預(yù)報，及對該工作面的排水設(shè)備及水害隱患進行安設(shè)及防范，自回采以來，杜絕了威脅該工作面的水害威脅及隱患，確保該工作面的安全生產(chǎn)及每月3萬噸以上的產(chǎn)量，對二礦的安全生產(chǎn)起到了重要作用，避免了各類水害的發(fā)生，保障了職工的生命安全，保護了國家資源和財產(chǎn)，保證煤炭生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡介：

張亞飛（1987-），男，河南浚縣人，2011年畢業(yè)于河南理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)任河南煤化工集團鶴煤二礦地測科助理工程師，從事煤礦地質(zhì)工作。