大埋深礦井封閉不良鉆孔探測技術研究

苗葳++楊睿哲++王志光

摘 要：趙固二礦井田內8006鉆為封閉不良鉆孔，該孔對工作面及盤區大巷布置均會造成影響。由于鉆孔施工年代距今較遠，部分資料不完善，在水壓作用下可構成導水通道，將多層含水層水導入開采煤層，造成嚴重水害。針對以上情況，根據礦井采掘層位與各含水層對應關系，分四區段對8006鉆孔進行探測分析，使得在資料缺失情況下處理大埋深高水壓礦井內封閉不良鉆孔逐步條理化、清晰化。

關鍵詞：煤礦；封閉不良鉆孔；水害防治；分區段探測

一、趙固二礦地質及水文地質概況

（一）礦井生產建設情況。趙固二礦井田位于新鄉、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約15km，南北寬2.0～5.5km，總面積69.0791km2，開采深度-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。賦存地層主要有奧陶系中統馬家溝組、石炭系上統本溪組和太原組、二疊系下統山西組和下石盒子組、新近系、第四系。其中石炭系上統太原組和二疊系下統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、細至中砂含水層，新近系砂、礫石含水層，基巖風化帶含水層，二1煤頂板砂巖含水層，太原組上部灰巖含水層，太原組下部灰巖含水層，奧陶系灰巖巖溶裂隙含水層。

二、趙固二礦8006鉆孔情況

該鉆孔自下而上可連通O2灰巖含水層、L2灰巖含水層、L8灰巖含水層、二1煤層頂板砂巖含水層、新近系砂礫石含水層、第四系細至中砂含水層。由于資料缺失，無法對鉆孔在各含水層段的導水性逐一探查。若不探明該鉆孔導水性，則將會對礦井生產造成隱患。

三、設計思路分析

根據煤層與各含水層的對應關系，將8006鉆孔對二1煤層充水條件劃分四區段進行探查：

（1）第一區段為礦井導水裂縫帶之上的含水層區段，以礦井導水裂縫帶高度51.4m為界限，向8006孔方向施工頂板探孔探查導水裂縫帶以上區段富水性，若探孔無水，則證明導水裂縫帶之上封閉完好，或封閉不良區段與煤層之間有封孔質量較好的區段阻隔，無法對礦井進行充水；（2）第二區段為煤層至導水裂縫帶范圍內的探孔，該鉆孔用作探明若鉆孔附近進行采掘活動，是否可沿導水裂縫帶向采掘活動區域進行直接充水；（3）第三區段為煤層底板下至L9灰巖間，由于L8、L2灰巖含水層水壓高，富水性強，若8006鉆孔連通該含水層，則在水壓作用下會出現探孔出水量大，證明煤層以下均以充水；（4）第四區段為L9至L8灰巖區段，該區段主要是驗證第三區段，并用探孔穿過L8灰巖含水層，查看該含水層水壓、水量情況，驗證是否接受底部L2、O2灰巖補給。鉆孔布置見圖1。

四、實測結果及分析

本次設計探1#、探2#、探3#與底板注漿3#孔共4個鉆孔探明該勘探孔導水性，探1#、探2#鉆孔為仰角孔，探1#鉆孔終孔位置在導水裂縫帶上垂距7m位置，目的為探明8006鉆孔在導水裂縫帶以上的導水性，探2#鉆孔主要探明導水裂縫帶內該鉆孔的導水性，探3#鉆孔控制煤層底板L9灰巖上鉆孔富水性，3#孔為超前探注鉆孔兼作8006鉆孔L8灰巖～L9灰巖間導水性的探查孔。根據打鉆情況，該探1、探2、探3#鉆孔終孔均無水；底板3#鉆孔終孔水量為0.2m？/h，水壓3.5MPa，小于目前礦井L2灰巖水壓，表明8006鉆孔未連通深部L2灰巖含水層；根據鉆孔揭露巖層情況判斷，該四個鉆孔終孔層位準確，達到設計要求，8006鉆孔在導水裂縫帶以上7m至L2灰巖含水層段封閉合格。

五、主要創新點及社會效益

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