大埋深礦井封閉不良鉆孔探測(cè)技術(shù)研究

苗葳++楊睿哲++王志光

摘 要：趙固二礦井田內(nèi)8006鉆為封閉不良鉆孔，該孔對(duì)工作面及盤區(qū)大巷布置均會(huì)造成影響。由于鉆孔施工年代距今較遠(yuǎn)，部分資料不完善，在水壓作用下可構(gòu)成導(dǎo)水通道，將多層含水層水導(dǎo)入開(kāi)采煤層，造成嚴(yán)重水害。針對(duì)以上情況，根據(jù)礦井采掘?qū)游慌c各含水層對(duì)應(yīng)關(guān)系，分四區(qū)段對(duì)8006鉆孔進(jìn)行探測(cè)分析，使得在資料缺失情況下處理大埋深高水壓礦井內(nèi)封閉不良鉆孔逐步條理化、清晰化。

關(guān)鍵詞：煤礦；封閉不良鉆孔；水害防治；分區(qū)段探測(cè)

一、趙固二礦地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

（一）礦井生產(chǎn)建設(shè)情況。趙固二礦井田位于新鄉(xiāng)、焦作兩市交界地帶，煤田劃分屬焦作煤田。趙固二礦井田東西長(zhǎng)約15km，南北寬2.0～5.5km，總面積69.0791km2，開(kāi)采深度-500～-1500m，主采煤層為二疊系山西組二1煤，為單一近水平煤層，厚度4.73～6.77m，平均6.16m。

（二）礦井地層情況。趙固二礦井田屬第四系、新近系全覆蓋區(qū)。賦存地層主要有奧陶系中統(tǒng)馬家溝組、石炭系上統(tǒng)本溪組和太原組、二疊系下統(tǒng)山西組和下石盒子組、新近系、第四系。其中石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組為主要含煤地層。

（三）主要含水層。井田含水層自上而下分為以下幾層：第四系礫石、細(xì)至中砂含水層，新近系砂、礫石含水層，基巖風(fēng)化帶含水層，二1煤頂板砂巖含水層，太原組上部灰?guī)r含水層，太原組下部灰?guī)r含水層，奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層。

二、趙固二礦8006鉆孔情況

該鉆孔自下而上可連通O2灰?guī)r含水層、L2灰?guī)r含水層、L8灰?guī)r含水層、二1煤層頂板砂巖含水層、新近系砂礫石含水層、第四系細(xì)至中砂含水層。由于資料缺失，無(wú)法對(duì)鉆孔在各含水層段的導(dǎo)水性逐一探查。若不探明該鉆孔導(dǎo)水性，則將會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)造成隱患。

三、設(shè)計(jì)思路分析

根據(jù)煤層與各含水層的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將8006鉆孔對(duì)二1煤層充水條件劃分四區(qū)段進(jìn)行探查：

（1）第一區(qū)段為礦井導(dǎo)水裂縫帶之上的含水層區(qū)段，以礦井導(dǎo)水裂縫帶高度51.4m為界限，向8006孔方向施工頂板探孔探查導(dǎo)水裂縫帶以上區(qū)段富水性，若探孔無(wú)水，則證明導(dǎo)水裂縫帶之上封閉完好，或封閉不良區(qū)段與煤層之間有封孔質(zhì)量較好的區(qū)段阻隔，無(wú)法對(duì)礦井進(jìn)行充水；（2）第二區(qū)段為煤層至導(dǎo)水裂縫帶范圍內(nèi)的探孔，該鉆孔用作探明若鉆孔附近進(jìn)行采掘活動(dòng)，是否可沿導(dǎo)水裂縫帶向采掘活動(dòng)區(qū)域進(jìn)行直接充水；（3）第三區(qū)段為煤層底板下至L9灰?guī)r間，由于L8、L2灰?guī)r含水層水壓高，富水性強(qiáng)，若8006鉆孔連通該含水層，則在水壓作用下會(huì)出現(xiàn)探孔出水量大，證明煤層以下均以充水；（4）第四區(qū)段為L(zhǎng)9至L8灰?guī)r區(qū)段，該區(qū)段主要是驗(yàn)證第三區(qū)段，并用探孔穿過(guò)L8灰?guī)r含水層，查看該含水層水壓、水量情況，驗(yàn)證是否接受底部L2、O2灰?guī)r補(bǔ)給。鉆孔布置見(jiàn)圖1。

四、實(shí)測(cè)結(jié)果及分析

本次設(shè)計(jì)探1#、探2#、探3#與底板注漿3#孔共4個(gè)鉆孔探明該勘探孔導(dǎo)水性，探1#、探2#鉆孔為仰角孔，探1#鉆孔終孔位置在導(dǎo)水裂縫帶上垂距7m位置，目的為探明8006鉆孔在導(dǎo)水裂縫帶以上的導(dǎo)水性，探2#鉆孔主要探明導(dǎo)水裂縫帶內(nèi)該鉆孔的導(dǎo)水性，探3#鉆孔控制煤層底板L9灰?guī)r上鉆孔富水性，3#孔為超前探注鉆孔兼作8006鉆孔L8灰?guī)r～L9灰?guī)r間導(dǎo)水性的探查孔。根據(jù)打鉆情況，該探1、探2、探3#鉆孔終孔均無(wú)水；底板3#鉆孔終孔水量為0.2m？/h，水壓3.5MPa，小于目前礦井L2灰?guī)r水壓，表明8006鉆孔未連通深部L2灰?guī)r含水層；根據(jù)鉆孔揭露巖層情況判斷，該四個(gè)鉆孔終孔層位準(zhǔn)確，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，8006鉆孔在導(dǎo)水裂縫帶以上7m至L2灰?guī)r含水層段封閉合格。

五、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及社會(huì)效益

通過(guò)以上分區(qū)段對(duì)該鉆孔進(jìn)行探測(cè)，對(duì)在資料缺失情況下處理隱蔽致災(zāi)因素有積極借鑒意義，使在大埋深高水壓條件下探測(cè)封閉不良鉆孔逐步條理化、清晰化，為排除相關(guān)類型隱患的方法提供可行性參考。