XXX煤礦5號(hào)煤層帶壓開采可行性分析及防治水對(duì)策

摘要：本文通過對(duì)XXX煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告、水文地質(zhì)勘探報(bào)告中鉆孔數(shù)據(jù)及相關(guān)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制出5號(hào)煤層突水系數(shù)分區(qū)圖，通過綜合分析對(duì)5號(hào)煤層帶壓開采可行性進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并提出礦井在生產(chǎn)建設(shè)過程中的防治水對(duì)策，為礦井防治水工作提供重要參考資料。

關(guān)鍵字：煤礦 帶壓開采 可行性分析 防治水對(duì)策

一、井田水文地質(zhì)概況

本礦井田屬黃河流域汾河水系，位于下靜游泉巖溶水系統(tǒng)的補(bǔ)給徑流區(qū)，井田內(nèi)無常年性流水河流，沒有大型地表水庫。井田主要構(gòu)造形態(tài)基本上為一伴有寬緩波狀褶皺的向西傾向的單斜構(gòu)造。煤系圍巖含水層為砂巖裂隙水含水巖組和層間巖溶裂隙水含水巖組，而下伏奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r巖溶含水巖組埋藏較深，靜水位標(biāo)高1463-1467m標(biāo)高左右，煤層開采受巖溶水突水的威脅。

二、5#煤層突水系數(shù)分區(qū)

通過對(duì)井田內(nèi)地質(zhì)鉆孔水文鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用內(nèi)插法確定5#煤層底板隔水層厚度（M），結(jié)合底板隔水層承受的水頭壓力（P）進(jìn)行計(jì)算，可以繪制出5#煤層突水系數(shù)分區(qū)圖。

三、5號(hào)煤層帶壓開采可行性分析

圖中可以明顯看出，對(duì)于5號(hào)煤層，井田西部隨著煤層埋深的增加，帶壓程度逐漸加大，隔水層厚度薄弱點(diǎn)的分布位于井田西部。通過鉆孔ZK5、ZK6倆孔揭露，西部推斷存在斷裂構(gòu)造，落差約為30m左右，斷裂構(gòu)造帶范圍內(nèi)，隔水巖組厚度大大減少，有效隔水巖層厚度不足以抵消底板破壞帶深度，阻抗奧陶系巖溶高壓水的能力降低，奧灰水通過底板擾動(dòng)產(chǎn)生的裂隙帶突入礦井的幾率增大，因此井田西部帶壓開采發(fā)生奧灰突水的幾率將大大增加，在現(xiàn)有開采技術(shù)條件下，實(shí)現(xiàn)帶壓開采利用的可能性不大，即煤層956m標(biāo)高以深的區(qū)域存在奧灰水突水的危險(xiǎn)性。

井田的先期采區(qū)位于井田的中東部，標(biāo)高范圍約為1400-1060m；依據(jù)突水系數(shù)分區(qū)，煤層底板等高線956m標(biāo)高以深的突水系數(shù)大于0.10 MPa/m ，屬于劃定的帶壓開采危險(xiǎn)區(qū)；5號(hào)煤層的底板采動(dòng)破壞帶深度值為12.10-15.52m，平均值為13.81m，不同水頭壓力下安全隔水層有效厚度分別約為17.06-28.52m、16.05-23.74m、15.40-20.76m（擾動(dòng)帶厚度+安全隔水層厚度），有效隔水層厚度小于安全隔水層厚度的地段或薄弱點(diǎn)均位于井田設(shè)計(jì)采區(qū)的西部邊界外或邊界的附近，因此礦井采掘在采區(qū)的西部應(yīng)特別加強(qiáng)防范；井田范圍內(nèi)在1400-1060m標(biāo)高范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)大斷裂構(gòu)造，因此設(shè)計(jì)采區(qū)范圍內(nèi)，5號(hào)煤層基本能夠?qū)崿F(xiàn)帶壓安全開采。

四、礦井防治水對(duì)策

礦井防治水必須堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，并結(jié)合礦井或采區(qū)的具體水文地質(zhì)條件，選用一種或幾種方法進(jìn)行綜合治理。

1、有針對(duì)性地進(jìn)行礦井水文地質(zhì)調(diào)查和觀測工作，詳細(xì)查明礦井充水的因素，分析研究地下水的賦存情況。對(duì)井下出水及時(shí)進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)，建立動(dòng)態(tài)觀測與監(jiān)測系統(tǒng)，井田范圍內(nèi)開展針對(duì)奧灰水的長期觀測，以定量評(píng)價(jià)奧灰?guī)r溶水提供基礎(chǔ)資料。

2、加強(qiáng)對(duì)煤層底板隔水層的勘探、研究工作。

3、加強(qiáng)對(duì)斷斷裂構(gòu)造、陷落柱充水性、導(dǎo)水性的探測，不斷引進(jìn)各種先進(jìn)的物探、化探、鉆探設(shè)備及技術(shù)。

4、加強(qiáng)汾源礦奧灰水的監(jiān)測工作，查清奧灰各含水層厚度、水位、水量及水質(zhì)等情況。特別是峰峰組及上馬家溝組含水層厚度、水量及奧灰水與其它含水層之間的水力聯(lián)系，及其斷層、陷落柱的導(dǎo)水情況，進(jìn)一步核實(shí)汾源礦井水文地質(zhì)條件，為礦井防治水工作提供依據(jù)。

5、逐步建立完善水質(zhì)分析數(shù)據(jù)庫及水害模型，保證遇涌水現(xiàn)象時(shí)能盡快分析涌水水源。由汾源煤礦歷次勘查施工的水文孔抽水試驗(yàn)水質(zhì)化驗(yàn)資料知，煤系地層太原組圍巖含水巖層主要為HCO3—Ca、SO4·HCO3—Ca·Mg、HCO3·CL—K+Na·Ca、HCO3—K+Na、HCO3·SO4—Ca型水，礦化度為111-815 g/l，總硬度為48.58-528.86 mg/l，PH值為7.44-8.5，Ca2++Mg2+含量為0.96-10.56mol/L；，而奧灰?guī)r溶水水質(zhì)一般為HCO3—Ca·K+Na、HCO3·SO4—Ca·Mg、HCO3—Ca·Mg型水，礦化度為239-386 g/l，總硬度為160.13-263.15 mg/l，PH值為7.98-8.1，Ca2++Mg2+含量為3.19-4.5mol/L；，兩者水質(zhì)類型具有明顯不同。以后的礦井生產(chǎn)活動(dòng)中，要制定并實(shí)施礦井礦坑水的檢測制度，及時(shí)分析礦坑水質(zhì)的變化情況，做好井下的采樣工作，特別是涌水異常時(shí)，分不同時(shí)段采取水樣進(jìn)行全分析化驗(yàn)，以便與水質(zhì)分析數(shù)據(jù)庫模型對(duì)比，這項(xiàng)工作簡便易行，效果明顯，是礦井防治水工作重要一環(huán)。