单侯矿井疏水降压开采技术研究与应用.docx

doi: 10． 3969 / j． issn． 1001 － doi: 10． 3969 / j． issn． 1001 － 358X． 2012． 02． 006 单侯矿井疏水降压开采技术研究与应用 张志峰 ( 开滦蔚州矿业公司单侯矿，河北 张家口 075000) 摘要: 针对单侯矿井水文地质条件复杂、薄层底板开采、矿井绝大部分煤层受到奥灰含水层高压水威 胁，不能正常开采，而矿井水文地质单元又处于相对封闭的特点，基于采用物探、钻探、地面抽水试 验、井下放水试验等综合手段，查清矿井水文地质条件及边界的补、隔水条件，确定采用疏水降压技 术从根本上解决矿井防治水工作难题。结果表明: 采用该疏水降压技术方法是行之有效的，是从根 本上解决该矿井水害事故发生的防治水手段。 关键词: 水文地质; 中图分类号: TD823 含水层; 疏水降压; 开采技术 文献标识码: B 文章编号: 1001 － 358X( 2012) 02 － 0025 － 04 单侯矿井奥灰含水层处于一个半封闭的蓄水构 造中，奥灰含水层强径流带位于单侯井田 19 － 9、16 － 17、13 － 10 － 3 至南留庄 9 － 6、5 － 1 钻孔一带。 2006 年 6 月 1 日单侯矿井西翼皮带巷 ( 距离奥 1 矿井基本情况 单侯矿井是 2004 年 5 月 1 日开工建设，设计生 产能力 150 万 t / a。 矿井主要可采煤层自下而上为 1 号煤、5 号煤、6 号煤层，矿井先期开采上部的 6 号煤层，矿井采用走 向长壁后退式综合机械化的采煤方法。 灰含 水 层 33 在施工中遇小断层 ( 落 差 仅 为 1． 2 m) 发生底板突水，突水量为 194 m3 / h。 m ) 2007 年 3 月 5 日，单侯矿井东翼轨道巷底板( 距 离奥灰含水层 39 m) 在施工中遇断层发生底板底鼓 突水，突水量 1800 m3 / h。 2009 年 5 月 7 日 西 翼 探 巷 ( 距离奥灰含水层 35 m) 在施工中遇断层( 落差为 13 m) 发生断层滞后 突水，突水量为 170 m3 / h。 1． 2 水文地质单元边界条件 蔚县盆地岩溶水系统为一封闭而完整的水文地 质单元，盆地四周灰岩裸露区是地下水的主 要 补 给 区，大气降水为地下水的主要补给源。5 － 1、9 － 6、 19 － 9 孔群抽水试验确认了西部暖泉———大湾断层、 东部 F33 断层、南部的壶流河断层为隔水断层( 见图 1) 。由于该区域裸露灰岩面积小，降水入渗条件差， 大气降水直接 补 给 较 小，单侯水文地质单元 补 给 源 主要来自大湾———暖泉断层及区内第四系砂砾卵石 含水层“天窗”补给。 从矿区岩溶水径流带的中部 19 － 9 孔附近孔群 抽水试验资料看，径流带内奥灰含水层富水丰富。抽 水 试 验 稳 定 时 间 14 d，降 深 10． 065 m，涌 水 量 332 m3 / h。孔群抽水开始时涌水量随水位降深增加的 幅度较大，当下降到一定深度时，涌水量随降深增加 的幅度较小。水位恢复历时曲线拐点明显，过拐点后 25 1. 1 主要含水层及奥灰含水层富水性 单侯井田处 于 蔚 县 矿 区 中 南 部，属 蔚 县 盆 地 壶 流河水文地质 单 元，矿井水文地质条件分类 为 复 杂 型岩溶充水矿床。 井田内共有 5 个含水层，自下而上分别为: ( 1) 寒武系石灰岩岩溶裂隙承压含水层，富水性 较弱。 ( 2) 奥陶系下统灰岩岩溶裂隙承压含水层，厚度 变化较大，平均 70 m，最大 101． 60 m，岩性以白云质 灰岩为主，水位标高 957． 34 m，为富水性中等的含水 层。 ( 3) 侏罗系 中 统———下统的下花园组砂岩裂隙 含水层，为煤系直接充水含水层，富水性较弱。 ( 4) 中侏罗统后城组砾石孔隙裂隙承压含水层， 富水性极弱。 ( 5) 第四系砂砾卵石孔隙承压含水层，厚 度 90 ～ 182． 42 m，富水性为弱 ～ 中等的含水层。 蔚县矿区区域汇水面积 770 km2 ，大气降水是奥 灰含水层的主要补给来源。本 区 域 总 体 补 给 量 为 m3 / min，剩 余 奥 灰 含 水 层 补 给 量 为 4172． 4 975． 3 m3 / min。 第 2 期矿 山测 量2012 年 4 月恢复较慢 第 2 期 矿 山 测 量 2012 年 4 月 恢复较慢( 恢复 15 d 剩余降深 4． 023 m，时经一年与抽 水前静水位仍相差 2． 874 m) 。因此，说明了该区下奥 陶统灰岩含水层渗透性较好，但补给条件较差，属地 下水以储存量为主的中等 ～ 强( 局部) 条件。 图 1 19 － 9 孔群抽水试