煤田頂底板雙灰巖水害分析及防治技術研究

徐敏 江西省煤田地質勘察研究院

煤田頂底板雙灰巖水害是煤礦開采過程中的常見水害，具有危害性強、來源廣泛的特點，因此是煤田開采中需要重點防治的水害。這一條件下，因為煤田頂底板雙灰巖水害來源比較廣泛，所以防治工作不能盲目展開，否則容易導致水害復發，嚴重威脅作業現場安全，對此就有必要展開相關分析，此舉具有一定現實意義。

一、煤田頂底板雙灰巖水害來源

（一）地表水

某些煤田的地表土體具有較強的透水性，導致大氣降雨與來源于其他地方的地表水會逐漸滲透到地層間，而地層間下部底板又普遍具有較強的隔水性，因此上下空間就相當于一個儲水庫。這一條件下，在地表水的不斷滲透過程中，煤田地層間的含水量就會逐步上漲，當含水量達到一定程度后，受開采施工擾動就有可能爆發煤田頂底板雙灰巖水害[1]。

（二）老空水

老空水是指存在于煤田采空區低洼區域、排水不利區域的蓄積水體，此類水體一般不具備危險性，但在某些特殊情況下，也有可能造成煤田頂底板雙灰巖水害。例如某煤田開采中有5處采空區，其內部存在多處老空水，表面上老空水分布廣泛，并無威脅，但隨著時間的推移，老空水開始向下滲透，沿著地層間方向蓄積于一處，形成了大量蓄水現象，這時該煤田下層開采區域就出現了煤田頂底板雙灰巖水害。

（三）底板灰巖含水

底板灰巖含水是煤田頂底板雙灰巖水害的主要來源，也是其主要成因之一，即底板灰巖普遍具有厚度不均的特征，在這一特征下，底板灰巖含水層的含水量會存在較大差異，且水壓也有較大差距，這時如果相鄰的兩個底板灰巖存在較大水壓差距，就可能出現煤田頂底板雙灰巖水害，容易造成突水、涌水等安全事故發生。

二、煤田頂底板雙灰巖水害防治技術

針對煤田頂底板雙灰巖水害，其防治技術大體可以分為兩個部分，分別為頂部灰巖帷幕截留、底板灰巖綜合治理，各部分具體內容如下。

（一）頂部灰巖帷幕截留

首先建議在煤田開采過程中留下隔水煤柱，不要對其進行破壞，其次結合煤柱，針對頂板透水裂隙進行地面定向四五灰施工，完成順層分支孔鉆孔作業，再用高壓泵入設備將水泥泵入灰巖裂隙中即可[2]。此舉可以在頂部灰巖區域形成一個帷幕狀的防水罩，可以將四五灰周邊側向補給阻隔在外，使得該區域含水量不會再次增長，避免地表水、老空水的注入，這樣就初步實現了煤田頂底板雙灰巖水害防治。而值得注意的是，雖然帷幕的形成可以避免頂部灰巖含水不會繼續增長，但不代表煤田頂底板雙灰巖水害就完全不會發生，在實際防治過程當中，必須在帷幕形成后將現有水體全部排干，這樣才能完全杜絕水害，以保障防治效果。此外，在頂部灰巖帷幕截留中還可能出現水體壓差過大，導致帷幕被破壞的現象，這一現象也會導致煤田頂底板雙灰巖水害爆發，而針對這一現象，建議根據地面或老空水所處區域地形特征，對順層分支鉆孔及注漿作業方案進行調整，一般情況下順層分支鉆孔不宜過大，且彼此間要有緊密的搭接關系，而注漿所用水泥的強度必須達標，且具有良好隔水性。

（二）底板灰巖綜合治理

因為底板灰巖架構復雜，所以此處防治技術具有綜合性特征。首先要充分了解底板灰巖的情況，重點觀察底板灰巖隔水層的完整程度，如果足夠完整，則說明區域內奧灰突水可能性較低，防治技術應當應用于徐灰處，其次根據以往經驗可知，徐灰是連接底板奧灰與四五灰水體的中間層，因此其中必然存在裂隙，這一條件下就不能單獨使用類似頂部灰巖帷幕截留的方法來進行治理，還需要結合含水層改造方式來進行。含水層之所以含水就是因為其本身具備較強的隔水能力，所以含水層是可以被轉化為隔水層的，這就是含水層改造的根本目的，方法上需要先通過注漿等操作填補徐灰中的裂隙，實現徐灰全覆蓋，這樣徐灰的隔水性能就得以發揮，同時通過施工方法還能加強徐灰隔水層的厚度與強度，提高徐灰隔水性能，此舉即可在底板灰巖處全面防治煤田頂底板雙灰巖水害。此外，如果底板灰巖天然隔水層不夠完整，則需要先進行排水，后采用相同方法來進行填補，最后再對徐灰處進行治理即可。

三、結語

綜上，本文對煤田頂底板雙灰巖水害分析及防治技術進行了研究，闡述了煤田頂底板雙灰巖水害來源與相關防治技術。通過分析可知，煤田頂底板雙灰巖水害來源廣泛，且危害性較大，如果不加緊防治，必然會導致煤田無法繼續開展。而針對這一問題，采用文中提出的防治技術能夠在頂部灰巖、底部灰巖處進行全面防治，起到保障煤田開采安全，消除水害威脅的作用。