多灰岩复合含水系统包夹下组煤水文地质勘探方法研究──以许厂煤矿下组煤-400m水平水文地质勘探为例.pdfVIP

·168· 安全高效煤矿地质保障技术及应用 多灰岩复合含水系统包夹下组煤的水文 地质勘探方法研究木 ——以许厂煤矿下组煤一400111水平水文地质勘探为例 马培智1，邢延团2 (1．煤炭科学研究总院西安研究院，陕西西安710054； 2．淄博矿业集团有限公司许厂煤矿，山东济宁272173) 摘要：针对许厂煤矿下组煤一400m水平水文地质研究程度不足，多灰岩复合含水系统包 夹威胁下组煤开采而影响矿井安全生产的现状，根据开采下组煤充水条件分析，选择十下 灰、十三灰和奥灰作为勘探目的层，采用井下分层放水试验、辅以物理化学测试的综合水文 地质勘探方法，相互补充、相互验证，取得了良好的勘探效果，满足了矿井安全生产需求。 关键词：多灰岩复合含水系统；水文地质；综合勘探 许厂煤矿位于济宁煤田(东区)东北部，属华北型全隐蔽型煤田，是淄矿集团在济宁地区建成 投产的第一对现代化矿井，是年设计生产能力150万t的大型矿井，可采煤层自上而下有二叠系山西 煤产量的不断增加，主采3下煤层可采储量大幅度减小，按1．3储量备用系数及年产量280万t计算， 矿井服务年限仅有8．8年。为减小3下煤层的开采强度，使上、下组煤合理搭配，延长矿井服务年限， 煤)开采的水文地质条件，为制定经济、合理、有效的防治水方案和措施提供可靠依据，并为全井 田下组煤开采提供防治水经验，须对下组煤一400m水平进行水文地质条件补充勘探。因此，分析研 究和正确选择合理可行的水文地质勘探方法，在探明水文地质条件的前提下，采取行之有效的防治水 措施，成为解放受水威胁煤层，确保矿井安全生产和持续稳定发展的关键。 学 1 下组煤主要水文地质特征 十下灰、十三灰和奥灰是威胁矿井16¨17煤开采的主要充水含水层。十下灰厚6m左右，是16E 煤的直接顶板，为16h 15m左右，为16卧17煤间接充水含水层。奥灰巨厚含水层富水性强，动、静储量大；十下灰、十三 灰均富水，其富水性决定于与奥灰的水力联系程度，具有明显的分区、块段性。 下组煤一400m水平属许厂煤矿首采区域，在水文地质补充勘探前曾先后钻探揭露十下灰、十三 灰和奥灰含水层，富水性和渗透性均较好：1999年在副井水仓入口处施工l一1供水孔十下灰水量 ·国家重点基础研究发展计划资助(2006cB2200)。 三、煤矿水害防治 ·169· 涌水量达150m3／h。 越流和侧向补给地段非开采区域，因而16 E煤、17煤针对奥灰水而言已存在底板突水威胁；16t煤、 淄博矿业集团(0．1MPa／m)开采下组煤临界突水系数，十下灰、十三灰和奥灰上下包夹的16t煤、 17煤开采如不采取积极有效的防治水对策，显然存在严重底板突水威胁。 2 多灰岩复合含水系统包夹的下组煤开采防治水技术途径 本区煤系假整合于中奥陶统巨厚石灰岩之上，含有多层薄层石灰岩，赋存稳定，其中处于16．煤 直接顶板十下灰和17煤与奥灰含水层之间的十三灰，厚度分别6m和7m左右，均具有连续的流场， 为高承压岩溶裂隙含水层，是下组煤开采的直接或间接充水含水层。十下灰和十三灰含水层厚度有 限，且常被断层切割成较封闭或半封闭的各种有限规模的断块，对矿井充水的严重程度主要取决于是 否得到下伏奥灰水的侧向和垂向补给。当它们无水力联系时，矿井充水主要以消耗十下灰和十三灰静 储量为主，对矿井安全生产威胁不大。但当十下灰和十三灰含水层通过导水构造垂向或侧向与奥灰含 水层发生水力联系，一般会造成矿井涌水量明显增大且稳定。 16．煤、17煤带压开采，主要水害是底板奥灰承压水，而奥灰巨厚含水层动、静储量大，不可能 采取疏降办法，对其只能以防为主。十下灰和十三灰含水层以有限的静储量为主，十下灰和十三灰水 并不可怕，关键在于断裂构造作用下，十下灰、十三灰和奥灰极易发生水力联系，奥灰作为十下灰和 十三灰补给水源来直接威胁16。煤、17煤安全开采，因而十下灰和十三灰便成为奥灰水威胁16t煤、 17煤开采的“指示含水层”。而十