淮北許疃礦采動沉陷對礦井水賦存影響研究
——3220工作面為例

王 梅

（安徽省地質礦產勘查局325地質隊，安徽 淮北 235000）

1 工作面簡介

該工作面為32塊段的上提工作面，上到-371.5m防砂柱線，下到3222工作面(已回采)，北到DF220正斷層，南到工廣保安柱。上、下限標高-422.93m～-374.93m，工作面走向長1199m～1219m，平均1210m，傾斜寬118m～123m，平均120m。根據3220工作面實揭及周圍鉆孔資料分析，工作面厚1.6m～3.2m，平均2.7m，面積145200m2，傾角8°～18°，平均15°，該工作面屬簡單結構。

（1）工作面地質概況。根據三維勘探資料及3220工作面掘進揭露的資料顯示，該工作面共發育29條斷層，對回采影響較大的有3條，其中正斷層DF216，該斷層對工作面走向影響50m，傾向影響貫穿整個工作面。

（2）工作面水文地質條件。地表水系不發育，僅有季節性灌溉溝渠，對該面開采無影響。工作面主要充水水源為上覆的新生界松散含水層、頂板砂巖裂隙含水層、斷層的富水性。

（3）工作面工程地質特征。從地面鉆孔及井下疏水鉆孔實際揭露的巖性分析，工作面范圍內頂板覆巖巖性主要以泥巖為主，泥巖所占比例在0%～91.25%之間，平均53.70%，強風化帶厚度在3.64m～6.75m，強風化帶厚度較薄，從工作面中部風巷附近10-水2鉆孔RQD值分析，巖石的完整程度較好。風巷7#鉆場位置頂板泥巖抗壓強度23.3Mpa～51.3Mpa；細砂巖抗壓強度125Mpa；中粒砂巖抗壓強度41.7Mpa。3220工作面頂板覆巖類型應屬于堅硬類型。

2 工作面回采對礦井水賦存的影響

（1）工作面回采前地下水賦存狀況。3220風巷施工9個鉆場，工作面沿推進方向風巷的基巖厚度在8#鉆場（切眼）時基巖厚度最薄，約為40.20m。根據地質鉆孔揭露的四含厚度情況，工作面及附近“四含”厚7.75m～21.80m，平均厚度13.17m。老頂為細砂巖，工作面內厚3.72m～8.75m，平均6.14m。根據已采塊段資料分析，單位涌水0.000465L/s.m～0.0275L/s.m，滲透系數為0.00416m/d～0.133m/d，屬弱富水性含水層。該含水層富水性較弱，補給來源有限，以靜儲量為主。工作面掘進時，僅在風巷構造發育地段及切眼位置出現了滴、淋水現象。工作面呈單斜構造，下階段兩個工作面已回采完畢，已對砂巖裂隙水進行先期疏放，3220風巷施工的疏水鉆孔在施工至砂巖段時亦無出水現象，說明頂板砂巖裂隙水已基本呈疏干狀態。

圖1 回采以來2015觀1長觀孔水位變化曲線圖

（2）工作面回采以來涌水量及“四含”水位變化。從“四含”水位及工作面涌水量變化分析結果來看，工作面導水裂縫帶沒有波及“四含”，工作面切眼位置巖柱高度為40.20m，該段導水裂縫帶發育高度小于40.20m。2016年2月26日該孔“四含”水位標高-190.58m，水位下降117.84m，現日降0.12m，截至2月26日，已疏放“四含”水量約320022m3。從該組數據分析，隨著鉆孔數量的增加，“四含”水位下降幅度越大，疏放“四含”水量越大。綜合分析，3220工作面“四含”水是可疏的，且有疏干的可能性。從2015觀1“四含”水位變化曲線圖1來看，工作面3月19日回采以來至4月2日第二次周期來壓期間，“四含”水位整體呈小幅度上升趨勢。

4月2日至4月14日，“四含”水位整體呈小幅度下降趨勢。4月14日至5月6日，“四含”水位上升趨勢愈來愈明顯。

3 礦井水防治措施

3.1 “四含”水疏放

3220風巷施工9個鉆場，共設計鉆孔71個，鉆探工程量5233m。本次“四含”水疏放工程從2015年5月18開始，截至2016年2月26日，風巷疏放“四含”水鉆孔總涌水量72 m3/h左右，疏放水量約320022 m3。

3.2 工作面過3#鉆場措施

3220工作面3#鉆場位于風巷F16點前72.5m位置，為疏放“四含”水鉆場，鉆場內共有“四含”疏水鉆孔12個，現有出水鉆孔5個，最大單孔涌水量18m3/h，剩余鉆孔涌水量均小于4m3/h。

（1）疏水鉆孔注漿。為確保工作面順利回采過3#鉆場，采取對3#鉆場所有疏水鉆孔進行注水泥漿封堵。

（2）工作面限高開采。工作面采高不得大于2.5m，直至工作面收作。工作面勻速平推，每圓班不低于4.0m，不甩采。

3.3 工作面過DF216斷層措施

（1）斷層帶注漿加固。工作面過該斷層時有極大可能導致“四含”水通過該斷層裂隙對工作面造成大量涌水，帶來水患威脅。根據集團公司意見及許疃礦3220工作面試開采期間防治“四含”水會議紀要內容要求，特制定對DF216斷層注漿、鋪網等綜合措施，保證工作面安全生產。依據對3220工作面“兩帶”的計算結果及DF216斷層構造發育特征，從經濟、安全迅速等諸多因素考慮，確定利用鉆孔注漿的方法對DF216斷層面進行注漿封堵。特定在風巷FF22點前5m位置施工一組3個注漿鉆孔。鉆孔均在巷道頂板位置開孔，深度以鉆孔終孔位置在巷道頂板以上45m、穿過斷層面10m為準。每施工完一個鉆孔則對該鉆孔進行注漿，注漿終止壓力不小于5Mpa，注漿完成48小時之后方可施工下一個鉆孔，依次循環。

（2）鋪網措施。在工作面揭露該斷層前10m處開始鋪網，過斷層10m后鋪網結束，走向長度88m，傾向貫穿整個工作面。鋪網開始位置：機巷J22點前31.5m、風巷F26點前7m；結束位置：機巷J20點前8m，風巷F22點前23m。

3.4 其他措施

機巷超前攔截孔出水，機巷施工前，超前攔截鉆孔終孔均在裂隙帶以上，確保工作面回采期間頂板基本無滴淋水，說明該工作面頂板砂巖裂隙水已基本呈疏干狀態。

4 總結

隨著采掘深度的不斷增加，斷層的導水能力可能會有所增強，工作面中斷層DF216導水能力增強。針對工作面3220采動沉陷可能引發的礦井水災害，采取相應的防治措施，“四含”水疏放；工作面過3#鉆場措施；DF216斷層，制定注漿、鋪網等綜合措施；加大工作面排水能力，建立完善疏排水系統等一系列有效的措施，保證工作面安全生產。