那精煤礦礦區巖溶水水力聯系規律研究

梁昌燦

摘要：那精煤礦承壓巖溶含水層的溶洞極為發育，地下水主要以溶洞、裂隙狀態賦存，巖溶水水量豐富，具有一定的水頭壓力，水力聯系廣。從均衡條件看，巖溶含水層有豐富的動、靜儲量。文章論述了那精煤礦承壓巖溶水水力聯系規律特性，并對特性進行分析、總結。

關鍵詞：巖溶水；含水層；溶洞；水力聯系

1、基本情況

那精煤礦屬60萬噸/年機械化技改礦井，礦井水文地質條件屬于復雜類型。2013年12月-50m平巷發生涌水，通過在三大井筒構筑擋水墻后將涌水控制在+35m水平以下。那精煤礦通過對整個礦井進行多次聯合抽放水試驗分析，基本摸清了礦井水水力聯系規律特性，對礦井水害有了相對的掌控。

2、礦區地質

（一）百旺F3平移斷層：位于探區中部，走向近似南北，南起刁江附近，長約3公里，水平相對錯開約80米，把庭律探區分為東西兩個部分，斷裂部位煤層由于被沖刷和風化，所以在此部位三煤層缺失。

（二）百旺F4走向正斷層：位于庭律探區中部，東起庭律，西至加乙村，走向近似東西，長約6公里，傾向北，傾角大于60度，斷距20～40米，三煤層在部分斷裂部位被沖刷而缺失。

3、礦區水文地質條件

（一）含水層和隔水層分布規律和特征

礦區內分布出露的地層有第四系（Q）、中三疊統平而關群（T2P）隔水層、下三疊統羅樓群（T1L）相對隔水層、上二疊統合山組（P2h）巖溶含水層，下二疊統茅口階（P1m）巖溶含水層。其中煤系地層為上二疊統合山組（P2h）巖溶含水層。

合山組煤系地層主要由灰巖，燧石灰巖，炭質頁巖和煤層組成，屬巖溶含水層。其中占地層大部分的灰巖為主要的巖溶含水層，全層厚187～360m，一般厚250m。

礦區可采煤層為三煤層，“三煤”位于合山組煤系地層中部，其上為二煤、一煤，其下為四煤、五煤。三煤與二煤間隔一般1～4m，有時達5～10m，其間由泥質灰巖及頁巖組成，屬弱巖溶層，與二煤一起可構成三煤的相對隔水頂板（層），但此相對隔水層厚度變化較大，一般為0.3～6.0m，局部缺失，在構造裂隙發育部位，仍可通過裂隙導水而失去隔水作用。二煤和一煤間為厚度3～20m的燧石灰巖。一煤頂板以上為厚度70～85m的燧石灰巖，燧石灰巖之上為5～50m厚度變化較大的灰巖分布，上伏為下三疊統弱巖溶地層構成相對隔水層。

三煤底板至四煤間為厚度100～200m的燧石灰巖，四煤與五煤之間為燧石灰巖，厚度0～32m，變化極大，局部缺失。五煤層厚度一般為0.35～2.5m，變化大且極不穩定，其下為硅鋁巖或底礫巖，厚度變化大底礫巖之下為茅口階中厚-厚層狀灰巖、燧石灰巖。

（二）礦區巖溶水發育情況

礦區北和東北側為純碳酸鹽巖巖溶山區，巖溶相對發育，匯水面積大，賦水空間大，儲水量相對大，為礦區主要的側向滲流補給區；南側為相對隔水邊界，下部巖溶水有承壓性。

煤系所在合山組巖溶含水層，為礦床的直接充水含水層。直接充水含水層地下水主要通過頂底板構造裂隙、破碎帶進入井巷，對礦床充水。

合山組下伏的茅口階中等～強巖溶含水層為礦井間接充水含水層，茅口階含水層可通過部分構造裂隙、破碎帶以越流形式間接補給礦井，加大礦井涌水量或形成突水。

4、礦井涌水情況

礦井在建設過程中揭露多個涌水點，2013年12月3日-50m平巷垱頭涌水，屬于礦井最大涌水點，通過在三大井筒構造擋水墻后才能把水控制在+35m水平以下，+35m水平以下井巷則全部被淹。+35m水平以上井巷也共揭露有涌水點6處，總涌水量達到1500m3/h。

5、水力聯系規律研究

（1）第一次抽水試驗

利用副井擋水墻內-5m平巷兩臺300m3/h流量潛水泵抽水，將被淹井筒內水位壓至-5m水平，然后停泵，使水位回升。通過分析“一降一升”期間排水量、排水時間、水位回升時間、以及礦井各涌水點同步變化情況，尋找礦井涌水點水力聯系關系。

（2）第二次抽水試驗

通過前一次的抽水水試驗，基本可以驗證，100工作面進風巷、+5水倉的涌水點與-50m平巷涌水點有密切水力聯系，且均表現為巖溶水的規律特性。為了更科學地分析閘墻內的水源與礦井+35m水平以上井巷涌水點水力聯系規律，2016年1月8日再次開展了抽水試驗，并試驗數據進行了整理、分析并利用曲線圖進行了各項數據對比。

（3）規律分析

通過試驗，以及現場情況表現，礦井所揭露的三煤層底板水均屬于同一水源，水力聯系密切，導水通道發育良好。其中，+5水倉、100進風巷底板水與三大井筒擋水墻內的水源具有直接聯系，隨著對三大井筒內水源的抽水規律變化，+5水倉底板水、100進風巷底板水幾乎同步發生變化，說明在礦井這一片區域的三煤層底板水有直接通道連通。而+70m東截水巷底板出水點由于距離井筒較遠，通道發育不發達，水力聯系規律則有遲緩、非同步變化規律。

參考文獻：

[1]白建軍.帶壓開采條件下礦井巖溶水突水研究.〔D〕.太原.太原理工大學.2010.endprint