大采深高承压矿井水文地质条件及防治水技术分析.docxVIP

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大采深高承压矿井水文地质条件及防治水技术分析

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摘要：为了提高对落差较大的断层的导含水性的探测与治理，提出延长起探位置、布置双层套管等方法，对大采深高承压条件下断层位置、落差、导含水性进行了探查与治理，消除了水害隐患，确保了相邻工作面的安全回采，对于类似条件下断层的探查与治理提供可靠的技术参考。

关键词：大采深；高水压；导水断层；探测与治理

引言：

在矿产资源的开发阶段，不仅要注重资源开发的产量和效率，还要高度重视矿井水文地质环境和开挖过程中防治水技术。在进行防治水措施实施之前，要科学地分析矿井水成因，查清矿井的水文地质条件，然后采取综合治理的防治水技术与对策,减少矿井事故的发生。

一、查清矿井的水文地质条件

首先，要进行综合的探测，控制矿井采区内的断层落差，了解导水通道的发育范围，然后在工作面进行开拓和掘进，对矿井内的水文地质展开综合的探测。其次，矿井水文地质探测的过程中，尤其要重视矿井顶板和底板的探测，通过直流电法仪、无线电坑透仪探测矿层和矿层底板含水层富水性和导水构造发育情况的探测，然后根据探测的结果制定综合治理的措施。最后，采取防水实验的方法，确定相关含水层疏降的可行性，分析各个含水层之间的关系。

二、矿井水成因及突水方式

（一）矿井水的成因

地下水源通过补给矿井的采空区形成老空水，如不采取适当措施对老空水进行排泄会在矿井内形成积水。一般矿井在开采过程中会在矿井内留下很多大小各异的采空区，矿井岩壁储存的水或者地表的降水，都会进入矿井采空区内形成“老空水”。老空水相当于矿井内地下水库，在矿井开采作业的时候，一旦触碰到老空水的储存位置，发生矿井事故的几率非常高，在长时间的积累过程中，老空水的储藏量较大，并且老空水在涌入矿井内的时候会伴随着大量的有毒气体，对井下工作人员的生命安全造成极大的威胁。

矿井内的岩层相当于隔水层，很多时候两个隔水层之间会承载大量的地下水，在地下水长时间的积累过程中，隔水层之间的压力越来越大，在井下作业的过程中，一旦触碰到储存大量水的岩层，会在隔水层内的压力的作用下，涌出大量的水淹没矿井，造成严重矿井安全事故。

（二）突水方式

一般情况下，老空水的存储时间较长，没有活水对其进行补给，所以老空水一般酸度会比较大，水体中含有大量的有毒物质，虽然和承压水相比老空水的积水量不是很大，但是老空在采空区内相对比较集中的，一旦误触也会造成严重的矿井事故。老空水存在的形式比较特殊，所以一般在矿井掘进过程中触碰到的概率相对较低，大部分的老空水安全事故都是发生在矿井掘进期间，岩层的厚度因为大量的开采不能出承受内部水的压力。

三、矿井防水技术

（一）加强矿井的顶板支护

在矿井的顶板支护中，基本支护是使用最普遍的一种方式,基本支护的支护结构是由石材支架、型钢支架等组成。在结构中使用石材支架是利用石材与砂浆砌制而成的，其优点是石材的来源比较广泛，并且在实际的支护使用中有较高的承载强度，同时还防止出现围岩风化的现象。

根据支护时间的长短把矿井顶板强化支护分为两种类型,一种是临时性支护；另一种是永久性支护。在相关的矿井巷道内设置安装和拆除都有相对简单的单体支撑柱，属于临时性支护,其中液压支柱是我国矿井顶板支护中较为常用的临时性支护类型。在相关的矿井巷道的基础支护条件上,添加部分构件,增强支护结构的强度和稳定性，就是永久性支护类型,经常添加的部件有,偏心柱、中心柱、立柱等。

常用的巷道加固的方式有两种，分别是机械加固方式和注浆加固方式，其中机械加固形式是利用机械把围岩的松散部分进行整平和压实的技术处理。注浆加固主要是向围岩的岩体内注射浆液，使得泵浆和围岩形成-一个整体,并且有较高程度的应力平衡状态,使得围岩的裂缝能够闭合,最终保证巷道结构的稳定性,防止老空水隔层的断裂。

（二）合理疏水降压

奥灰含水层和大青含水层的高水压是导致开采突水的主要原因，因此开采前应对奥灰含水层和大青含水层进行疏水降压，将水位降至安全水位以下。对奥灰含水层初步勘探资料的分析发现，奥灰含水层水位有疏降的可能，在经济合理、技术许可的条件下，对奥灰水进行适当疏降，降低奥灰水压；开采时可以在井下工作面附近施工奥灰放水孔，形成以工作面为中心的降落漏斗，开采期间放水，工作面开采结束后关闭钻孔阀门或进行封孔，对大青含水层直接疏水降压即可，从而降低奥灰含水层和大青含水层的突水危险性。

（三）综合治理

1、水情监控。对矿井水位、水压和水量进行实时监测，根据水位、水压和水量的变化，适时作出超前防范对策。

2、留设防水柱。在查明的大型断层等构造以及目前技术条件下难以治理的地段留设防水柱，以减少构造地段发生水害的几率，从而保证安全生产。

3、条带开采。条带开采可有效降低采动应力和采动效应，最大