新集二矿下组煤底板石灰岩层隔水性及应用研究-中国矿业大学.PDF

第32 卷 第3 期 采矿与安全工程学报 Vol.32 No.3 2015 年05 月 Journal of Mining Safety Engineering May 2015 文章编号：1673-3363-(2015)03-0363-061 新集二矿下组煤底板石灰岩层隔水性及应用研究 白海波，戎虎仁，杨城，韦晓琪，王延蒙，陈耀杰 ( 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116) 摘要 石灰岩层往往成为煤矿开采防水害的主要对象，且淮南老矿区也发生了多次底板灰岩层突 水，为解决新区水压高、传统隔水层薄的问题，提出改造或直接利用底板石灰岩层相对隔水性实 现带压安全开采的构想，选择地处煤田中西部南缘的新集二矿为现场，综合运用岩石成分、水化 学成分、岩石力学指标测试和微孔隙结构、渗透性实验等室内实验和水文地质钻探、物探、现场 试验等手段进行研究。结果表明：1) 四周为断层所切割，顶部为第四系和推覆体变质岩覆盖，500 m 埋深为界原地应力由浅部的张应力转变为压应力状态，深部岩层裂隙开启性差；2) 水化学类型 为Cl-Na 型，矿化度大于 1.5 g/L，岩层空隙处于沉淀充填状态；3) 下组煤底板灰岩渗透性和富 水性很差，可以看作相对隔水层，井下钻孔证实出水钻孔多靠近大型断裂，且出水量小而衰减快。 首采面安全开采和第2 个面的安全掘进证明下组煤底板灰岩为相对隔水层或稍加改造可以作为隔 水关键层的结论是正确的。 关键词 下组煤；石灰岩；隔水层；承压水 中图分类号 TD 745 文献标志码 A DOI 10.13545/ki.jmse.2015.03.003 The impermeability of limestone aquifuge in bottom coal seam floor and its application in Xinji Second Coal Mine BAI Haibo ，RONG Huren ，YANG Cheng ，WEI Xiaoqi ，WANG Yanmeng ，CHEN Yaojie (State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering，China University of Mining Technology，Xuzhou ，Jiangsu 221116 ，China) Abstract Limestone layer is often regarded as the main cause of coal mine water damage and water inrush events, which actually happened more than once in old mining area in Huainan. A conception has been put forward that reconstruction or direct utility of relative impermeability of floor limestone layer can solve the problem of high water pressure and thin aquiclude and ensure safety during mining under pressure. Xinji Second coal mine has been selected as the research field which is located in the southern edge of the midwest coalfields and comprehensive methods