吉源煤礦+620m水平開采C1煤層頂、底板突水威脅淺析

吉源煤礦+620m水平開采C1煤層頂、底板突水威脅淺析

Summary：桐梓縣吉源煤礦位于黔北巖溶發(fā)育地區(qū)，主要開拓系統(tǒng)均布置在煤系地層底板茅口灰?guī)r中，從井下揭露的大量巖溶出水點的涌出特征分析，茅口灰?guī)r多以管道流形式出現(xiàn)，茅口灰?guī)r地下水類型屬潛水型而不是承壓水類型。而C1煤層上覆長興灰?guī)r含水層，富水性中等。但是由于C1煤層距上部距長興灰?guī)r真厚約為75m，根據(jù)開采導水裂隙帶計算，C1煤層開采后未波及頂板長興灰?guī)r。故吉源煤礦開采+620m標高以上的C1煤層無頂、底板巖溶突水威脅。Keys：煤礦茅口灰?guī)r長興灰?guī)r巖溶水水文地質(zhì)煤層開采底板突水頂板突水引

言吉源煤礦是一中型礦井，設計能力60萬噸/年；主、副、回風斜井等底板開拓系統(tǒng)巷道均布置在煤系地層底板以下30m~140m的茅口灰?guī)r中，采用斜井開拓方式。主采C1、C5、C6煤層，其中三層煤平均真厚為：C1：1.32m，C5：1.55m，C6：2.0m。C1煤層距底板茅口組頂界平均3.27m。C5煤層：位于煤系地層中部，上距C6煤層平均7.75m，下距C1煤層為48m。C6煤層：位于煤系上部，距上部長興組平均15.72m。吉源煤礦設計開采水平為三個水平，即+620m水平、+350m水平、+150m水平，現(xiàn)生產(chǎn)水平為+620m水平。首采煤層為C1煤層，作為下保護層進行開采。開采順序為C1?C6?C5。筆者在吉源煤礦從事水文地質(zhì)工作長達12年時間，通過收集礦區(qū)實際揭露水文地質(zhì)資料，結合勘探資料綜合對比分析，掌握了該區(qū)域的水文地質(zhì)情況。現(xiàn)結合C1煤層開采后頂?shù)装逋凰{進行分析如下。1.礦井水文地質(zhì)條件1.1頂板水文地質(zhì)條件根據(jù)《吉源煤礦補充勘探地質(zhì)報告》，井田礦床上覆長興灰?guī)r含水層，本含水層為碳酸鹽巖巖溶水含水層，富水性中等。頂板在冒落、坍塌導水裂隙帶的影響下，易發(fā)生冒頂突水事故，礦井受長興灰?guī)r含水層的間接充水威脅；但是由于C1煤層距上部距長興灰?guī)r真厚約為75m，根據(jù)開采導水裂隙帶計算，C1煤層采高為1.5m，其最大導水裂隙帶高度為42m，C1煤層開采后未波及頂板長興灰?guī)r。1.2底板水文地質(zhì)條件根據(jù)《吉源煤礦補充勘探地質(zhì)報告》，礦床底板下伏茅口組裂隙-巖溶強含水層，底板安全隔水厚度不足以抵抗含水層水頭壓力，易發(fā)生底鼓突水事故，受茅口組裂隙溶洞水強含水層（組）的直接充水威脅。礦床水文地質(zhì)勘查類型屬以底板碳酸鹽巖巖溶含水層充水為主的水文地質(zhì)條件復雜的第三類第二亞類第三型。水文地質(zhì)類型劃分為復雜類型。根據(jù)吉源煤礦揭露的茅口灰?guī)r水文地質(zhì)資料分析，茅口組灰?guī)r上部140m地層可劃分為四層，其詳細描述如下：（1）一分層：灰白色、淺灰色、巨厚層花紋石灰?guī)r，層面不明顯，方解石發(fā)育，高角度節(jié)理非常發(fā)育。底部發(fā)育有一層約0.1m厚深灰色薄層灰?guī)r，層位明顯，局部發(fā)育有燧石結核。該層厚度約11m，富水性較弱。在掘進過程中未見滴水。

（2）二分層：淺灰色、深灰色巨厚層石灰?guī)r，方解石石脈發(fā)育；節(jié)理發(fā)育，無明顯層面出露。底部發(fā)育有一層約0.1m深灰色薄層灰?guī)r，層位明顯，順層面夾有燧石結核。該層厚度約60m，富水性較強。該層在掘進過程中揭露少量巖溶裂隙，部分裂隙有滴水。

（3）三分層：深灰色中厚層狀灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r,夾燧石團塊，順層面夾有燧石結核,層位明顯。該層厚度約16.5m，共51層，發(fā)育有溶洞、巖溶裂隙、地下暗河等，富水性極強。該層在掘進過程中揭露大量巖溶裂隙，巖溶通道多為順巖層走向發(fā)育，是地下水交替循環(huán)的重要通道，掘進過程中突水、突泥嚴重。

（4）四分層：淺灰色巨厚層狀灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r,層位明顯，發(fā)育有大量溶洞、巖溶裂隙、地下暗河等，富水性極強。該層厚度約52.5m。該層在掘進過程中揭露大量巖溶裂隙，巖溶通道無規(guī)律發(fā)育，既有順層發(fā)育也有穿層發(fā)育，是地下水交替循環(huán)的重要通道，掘進過程中突水、突泥嚴重。2.C1煤層開采頂、底板突水威脅分析2.1頂板突水威脅分析C1煤層上覆長興灰?guī)r含水層，本含水組含較豐富的巖溶裂隙水，為碳酸鹽巖巖溶水含水層，富水性中等。受長興灰?guī)r含水層的間接充水威脅；但是由于C1煤層距上部距長興灰?guī)r真厚約為75m，根據(jù)開采導水裂隙帶計算，C1煤層采高為1.5m，其最大導水裂隙帶高度為42m，C1煤層開采后未波及頂板長興灰?guī)r。且龍?zhí)督M煤系地層為為隔水層，故C1煤層開采及掘進過程中不存在頂板長興灰?guī)r水害威脅。2.2底板突水威脅分析由于吉源煤礦主要開拓系統(tǒng)均布置在煤系地層底板茅口灰?guī)r中，且已在茅口灰?guī)r中掘進了約15000m巷道。從井下揭露的大量巖溶出水點的涌出特征分析，巖溶出水點層位均在三分層和四分層中，多以管道流形式出現(xiàn)，不承壓，故茅口灰?guī)r地下水類型屬潛水型而不是承壓水類型。依據(jù)吉源煤礦在底板茅口灰?guī)r中揭露的水文地質(zhì)資料分析，巖溶一般發(fā)育于距煤系地層真厚40m以外，靠近煤系地層段巖溶不發(fā)育。目前排水平硐標高為+620m，當在+620m標高以上進行采掘活動時不存在水壓，即礦井已經(jīng)對+620m標高之上的茅口灰?guī)r進行了疏水降壓；茅口灰?guī)r水位已降至+620m標高附近。雖然C1煤層距底板茅口灰?guī)r含水層平均3.27m，但是根據(jù)吉源煤礦巷道以及工作面回采揭露水文地質(zhì)資料分析，距煤系地層真厚40m以內(nèi)均未出現(xiàn)突水現(xiàn)象。同時根據(jù)黔北地區(qū)以及桐梓地區(qū)鄰近區(qū)域煤礦C1煤層開采情況看，開采過程中均未發(fā)現(xiàn)底板突水情況。故吉源煤礦開采+620m標高以上的C1煤層無底板突水威脅。但是當?shù)V井開采+620m標高以下C1煤層時，發(fā)生底板突水的可能性較大，今后礦井開采+620m標高以下時，則必須進行水文地質(zhì)補充勘探工作，查清茅口灰?guī)r富水性，后采取鉆探驗證。3.結束語本文討論了吉源煤礦+620m水平C1煤層開采過程中頂、底板突水威脅情況，認為吉源煤礦C1煤層開采過程中無頂、底板巖溶突水威脅，具有普遍性。

吉源煤礦C1煤層開采過程中頂、底板突水威脅分析，對C1煤層開采以及巷道掘進過程中的防治水工作具有重要意義。筆者認為吉源煤礦+620m水平C1煤層巷道掘進過程中不必施工頂、底板巖溶水的探放水鉆孔（探放采空區(qū)水、斷裂構造水和封閉不良鉆孔水等除外）。Reference：[1]譚意生，柳建初.淺析茅口灰?guī)r頂部地層分層在煤礦生產(chǎn)中的實用意義[J].湖南煤炭科技.1989年.9（2）：23-26.[2]重慶一三六地質(zhì)隊.貴州省桐梓縣吉源井田煤礦煤