煤礦井下高承壓寒灰水區域水災防治技術研究

胡麗娜

【摘 要】礦井水災是煤礦五大災害之一，本文提出一種在復雜地質條件下高承壓寒灰水區域水災防治技術，首先介紹了平煤八礦的水文地質特征，然后介紹了主要技術方案，包括：含水區域探查方法、通過數學模型計算疏水量，最后給出疏放降壓孔施工技術要求。該技術已在平煤八礦己五采區成功應用，完全符合礦井安全生產需要，具有一定的推廣應用價值。

【關鍵詞】水文地質；疏水降壓；防治水技術；突水機理

中圖分類號： TD745 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）19-0122-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.054

Research on Flood Control Technology in High Pressure and Cold Ash Water Area of Coal Mine

HU Li-na

（Staff education center of Pingmei Co.，Ltd.Ten Mine，Pingdingshan Henan 467000，China）

【Abstract】Mine flooding is one of the five major disasters in coal mines.This paper proposes a flood control technology for high pressure and cold grey water in complex geological conditions.Firstly，it introduces the hydrogeological characteristics of Pingmei Co.，Ltd.Ten Mine，and then introduces the main technical solutions，including：The method of exploring the water-bearing area，calculating the amount of hydrophobicity by mathematical model，and finally the technical requirements for the construction of the step-down hole.This technology has been successfully applied in the No.5 mining area of Pingmei Co.，Ltd.Ten Mine，which fully meets the mine safety production needs and has certain promotion and application value.

【Key words】Hydrogeology；Hydrophobic hypotension；Water Control Technology；Water Inrush Mechanism

0 前言

承壓水頭的大小是造成礦井突然透水的重要因素之一，水頭越大，突水的可能性就越大[1]；由于平煤八礦二井己五采區是承受高寒灰水壓區域，隨著開采范圍的擴大，底板強含水層寒武系石灰巖含水層突水的可能性極大，給煤礦安全生產帶來嚴重威脅，為確保礦井正常生產，帶壓開采問題急需解決。

1 水文地質特征介紹

八礦二井己五采區是寒武系灰巖含水層，該含水層頂部至煤層距離84-113m，井田西厚東薄，是開采煤層的間接含水層。其主要含水層段為寒武系中統上部張夏組厚層狀鮞狀灰巖，厚約200m，巖溶裂隙發育；上統崮山組厚層狀白云質灰巖，厚約100m，巖溶裂隙較發育。單位涌水量為2.2l/s.m，地下水溫約40℃。該含水層對己組煤層的開采構成較大威脅。

2 主要技術方案

首先通過瞬變電磁電法儀查找寒灰巖溶水的富水部位，然后采用多鉆孔大面積疏水降壓辦法，在原有降落漏斗的基礎上，形成新的降落漏斗，進一步降低寒武系灰巖水位，降低采區底板承受的水壓，保證該采區原煤生產的正常進行。

2.1 探查方法

采用瞬變電磁技術進行探查[2]，該技術利用偶極裝置方式進行工作，偶極距為10m（圖1），向己五采區軌道底板垂直往下探測。

采用總計進行113個物理點226個方向的數據采集，測線長度共1110m。最終測定：富水區域位于-600軌道大巷9-25號測量點、-600軌道大巷48-54號測量點、-600軌道大巷61-68號測量點、軌道上山下段12-15號測量點。

2.2 數學模型

八礦己五采區含水層可概化為均質各向同性、底板基本水平的等厚含水層，可用承壓完整井穩定流的Dupuit公式計算單孔疏放降壓孔疏水量[3]。

式中：Q：預測的疏水量，K：滲透系數，S：疏降水頭值，M：含水層厚度，r0：抽水井半徑，R：含水層抽水時計算的影響半徑，R0：引用影響半徑。

根據勘探結果計算，需在富水區域設計6個疏放降壓孔，深度150m，合計疏放水量122.4m3/h。

3 疏放降壓孔施工技術要求

3.1 鉆井液參數：密度為1.08-1.1，粘度為20-23，失水值<10ml，pH值=9。

3.2 套管要求：必須采用鋼管，以保證疏放降壓孔的使用期限。

3.3 固井作業：表層套管固井和技術套管固井必須采用一級跟蹤固井，尾管固井采用一次固井方法。

3.4 完井作業：完井后進行兩次洗井作業，然后下入潛水泵抽水，測出本井的動水位、靜水位、降深、水溫、水量，各項指標都要達到設計要求。

4 結論

復雜地質條件下高承壓寒灰水區域的水災防治一直是困擾礦井安全生產的難題，本文提出的探查方法、疏水技術方案已在平煤八礦己五采區成功應用，完全符合礦井安全生產需要，在煤礦行業具有一定的推廣應用價值。

【參考文獻】

[1]崔佳星.區域性疏水降壓防治水技術研究[J].地下水，2012，（1）：96-97.

[2]陳寒秋，翟宇，回勝利，等.煤層底板含水層突水危險性評價及防治對策[J].煤炭科學技術，2011，（7）：112-115.

[3]葛家德，王經明.疏水降壓法在工作面防治水中的應用[J].煤炭工程，2007，（8）：63-65.