水文地质论文关于煤矿水文地质特征矿井水害防治论文范文参考资料

水文地质论文关于煤矿水文地质特征矿井水害防治论文范文参考资料 关键词：水文地质特征；矿井水害；充水因素；充水通道 ：TD745；P641.4 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.xx.07.082 随着煤炭开采深度的逐步加深，煤层赋存条件越来越复杂，各种灾害也不断发生。矿井水害不仅影响煤矿的经济效益，更对煤矿工作人员的生命安全造成了严重的威胁。资料显示，xxxx年，我国共发生煤矿突水事故128起，死亡702人1-3。矿井开采过程中是否存在突水危险以及危险程度的大小，是由矿井水文地质特征和水文地质类型的复杂程度决定的，因此，开展矿井水文地质特征研究，分析和评价矿井水害危害程度，排查矿井水害隐患，防患于未然，是实现矿井安全、有序、高效生产的重要保证4-5。 1 矿区基本情况 本文选取山西大同某生产矿井为研究对象。该矿主要可采煤层4号煤层位于山西组下部，平均煤厚6.55 m；9号煤层位于太原组下部，平均煤厚11.49 m，目前开采4号煤层。研究区内断层较为发育，且全部为正断层；采空区存在积水问题；井田存在带压开采现象。 2 充水因素分析 2.1 充水水源 矿井的充水水源主要包括地表水和地下水。地表水体包括江、河、水渠等，地下水体包括孔隙水、裂隙水、岩溶水和采空积水等。在承压含水层以上开采煤层，煤层上覆岩层的移动和破坏会形成充水通道，致使水体渗透或溃入井下。 1）地表水。根据井田地质资料，4号煤层回采后导水裂缝带平均高度为143.1 m，最大高度为281.2 m，4号煤层覆盖层厚度均在300 m以上，正常情况下导水裂缝带不会发育到地表。 2）地下水。新生界孔隙含水组富水性为中等富水至强富水，中部、下部潜水-微承压段的富水性一般较弱。根据矿井已开采工作面的经验，4号煤层回采后顶板导水裂缝带基本波及到该组，新生界孔隙含水组成为矿井回采煤层的间接充水水源；山西组砂岩裂隙含水组富水性弱，单位涌水量小于0.1 L/（sm），正常开采条件下该含水层对煤层开采的影响较小，在向斜轴部等部位该含水层的富水性可能增强；太原组砂岩裂隙含水组为9号煤层开采的直接充水水源，该含水组富水性一般较弱，在采掘过程中采取一定的防治水技术措施后，对煤层开采一般不会造成威胁；奥陶系岩溶裂隙含水组富水性较强，4号煤层均为全矿井带压开采，但4号煤层与底板奥陶系间距较大，奥灰水突水威胁较小，9号煤层全矿井均为带压开采，底板奥灰水突水威胁较大。 3）采空积水。4号煤层采空区的积水为9号煤层开采的直接充水水源。 2.2 充水通道 1）孔隙及裂隙。在井田东部煤层隐伏露头附近，煤层埋藏比较浅，受开采形成的导水裂隙带影响，孔隙可成为矿井的充水通道，使新生界含水层地下水进入矿井。煤层开采工作面围岩中的裂隙，如K4和K5砂岩中发育的裂隙、奥陶系石灰岩中发育的岩溶裂隙等，既为含水层水提供了存储的空间，在开采过后，围岩的应力发生重新分布，含水层的水头压力值发生变化，围岩的裂隙同时为地下水的运移提供了通道，使岩层之间发生水力联系。 2）构造断裂带。构造断裂带是煤层开采的主要充水因素。在井田范围内，目前查明和揭露的38条断层中多为张性的正断层，对地层分布的连续性造成了破坏。井田内孔隙和裂隙含水层的富水性都相对较弱，而奥陶系灰岩岩溶含水层的富水性较强，当断层落差大于煤层底板与奥陶系石灰岩之间的距离时，煤层可能与奥陶系灰岩含水层发生直接水力联系，从而导致奥灰水涌入矿井。 3）顶板采动裂隙。煤层开采后，其顶板岩层发生弯曲、沉降，并形成裂隙带，当裂隙带的发育高度大于煤层与含水层之间的距离时，含水层的水会沿着顶板采动裂隙涌入矿井，采动裂隙带成为煤层开采的充水通道。 根据GB 127191991 矿区水文地质工程地质勘探规范，计算得到4号煤层开采导水裂隙带发育的最大高度为281.23 m，开采过程中导水裂隙带可延伸至二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组含水层，不会导通新生界含水层。9号煤层开采导水裂隙带发育的最大高度为294.25 m，9号煤层开采后，导水裂隙带将延伸至上部太原组含水层及4号煤层采空区。 4）封闭不良钻孔。该井田内施工的钻孔较多，根据记录，多数钻孔虽已封孔，但由于部分钻孔施工时间较早，不能保证其封孔质量合格。且据资料记载，井田内确实存在孔内遗留钻具导致无法封孔及套管无法起拔的情况。这些封闭不良的钻孔将会使煤层和含水岩层发生水力联系。 5）陷落柱发育情况。以往井田地质工作和开采工作中尚未发现陷落柱，但9号煤层距奥陶系灰岩距离较近，奥陶系裂隙岩溶均较发育，具有形成岩溶陷落柱的良好条件。因此矿井生产中应注意陷落柱的探测工作。 3 矿井水害防治措施 3.1 地表水害防治措施 4号煤层开采产生的导水裂隙带可能导通新生界含水层的区域，建议在开采之前对新生界含水层进行补充勘查工作。根据勘查成果，采取相应防治水措施，并布置长观钻孔，在开采煤层时实时监测新生界水位变化情况，保障安全生产。 3.2 煤层顶板水害防治措施 1）开采前掌握工作面煤厚变化规律，利用工作面两巷及切眼实测煤厚，分析评价主采煤层开采对顶板含水层的影响程度，确保煤层顶板“两带”破坏高度不波及上覆主要威胁含水层。 2）针对井田范围内封闭不良的钻孔，在生产过程中应采取相应防范措施，视钻孔情况留设保安煤柱或者启封重新封堵，以保障安全开采。针对其余封闭质量较好的钻孔，应加强排查和监测工作，排除封闭不良现象。 3）井田内断层较多，对矿井开采充水影响较大，开采时候一定要注意断层破碎带对矿井的充水影响。 4）4号煤层采空区的积水为9号煤层开采的直接充水水源，在开采过程中要注意采空积水的排放，对采空区的积水情况进行调查与评价。 3.3 煤层底板水害防治措施 采用综合物探方法探测底板断层破碎带的位置及分布，对底板断层带及隔水层较薄地带采取加固注浆措施，保证奥灰水不进入矿井。采用成熟的煤层底板含水层注浆改造技术对工作面底板奥灰顶部灰岩用黏土水泥浆进行注浆加固，使其变成隔水层或弱含水层，减少突水，确保工作面安全回采。 4 结论 本文以井田地质和水文资料为基础，对井田水文地质特征进行了分析，提出了相应的水害防治措施，得出以下结论：4号煤层采空区积水对9号煤层开采影响较大，必须引起高度重视并加强井下防治水工作；井田内4，9号煤层受奥灰水威胁，全矿井均为带压