孫少紅++趙慶祥

[摘 要]翟鎮(zhèn)煤礦下組煤開(kāi)采主要受徐、奧灰含水層的影響。由于本井田斷層與褶曲并存，地質(zhì)條件復(fù)雜，在底板隔水巖柱薄弱地帶或構(gòu)造破碎地段，存在著灰?guī)r水突破相對(duì)隔水層潰入礦井的可能。同時(shí)，隨著開(kāi)采深度加大，水壓增高，特別是當(dāng)徐灰與奧灰發(fā)生水力聯(lián)系之后，將以底鼓水形式威脅下組煤的開(kāi)采。本文應(yīng)用多因素復(fù)合突水模式計(jì)算數(shù)據(jù)（突水指數(shù)）對(duì)下組煤底板危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)不同區(qū)域突水性指數(shù)差異提出相應(yīng)的水害防治措施。

[關(guān)鍵詞]突水 危險(xiǎn)性 評(píng)價(jià) 防治

中圖分類(lèi)號(hào)：TM725 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）43-0001-01

1、前言

目前礦井開(kāi)采11煤，后續(xù)將開(kāi)采13、15煤，但是下組煤距底板徐、奧灰較近，而且鄰近礦井—良莊煤礦開(kāi)采深部下組煤時(shí)，曾發(fā)生奧灰突水事故。本礦井也受其威脅，因此，進(jìn)行下組煤開(kāi)采底板突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)及水害防治措施，對(duì)保障礦井安全、正常生產(chǎn)具有重要的實(shí)際意義。

2.1 多因素復(fù)合處理

翟鎮(zhèn)煤礦底板突水主要因素有構(gòu)造、含水層富水性、水壓、隔水層阻水能力4個(gè)因素，在進(jìn)行復(fù)合處理時(shí)必須把這4個(gè)因素的信息層復(fù)合為一個(gè)信息層。由于每次復(fù)合只能復(fù)合兩個(gè)信息層，所以復(fù)合時(shí)先復(fù)合兩個(gè)，再將其復(fù)合結(jié)果與第三個(gè)復(fù)合，最后再用其結(jié)果與第四個(gè)復(fù)合。復(fù)合處理后，各個(gè)因素專(zhuān)題圖的屬性信息均被保留，模型運(yùn)算時(shí)需要用的數(shù)據(jù)均存在格網(wǎng)文件中。

2.1.1突水模式的建立

根據(jù)礦井突水單因素分析，構(gòu)造初始的數(shù)學(xué)模型。初始模型包含影響突水的各個(gè)主要因素，即由單因素分析所確定的構(gòu)造、含水層富水性、水壓、隔水層阻水能力等因素。初始模型構(gòu)成后，從復(fù)合后的信息層屬性表中讀取所需要的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行運(yùn)算。經(jīng)過(guò)多種模型的運(yùn)算與反復(fù)擬合，翟鎮(zhèn)井田最終選定的擬合程度最好的突水模式為：

式中：-突水指數(shù)；-構(gòu)造復(fù)雜程度； -水頭壓力（MPa）；-底板阻水巖層有效厚度；-權(quán)重系數(shù)，分別為0.6和0.4；—富水性指數(shù)，取值1～3，強(qiáng)富水時(shí)取3，中等富水取2，弱富水取1。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述突水模式，對(duì)翟鎮(zhèn)煤礦下組煤分別進(jìn)行了底板奧灰危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。

2.2.1 11煤底板奧灰危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

計(jì)算獲得井田范圍內(nèi)突水指數(shù)變化于0.10～0.58之間，根據(jù)突水指數(shù)的取值大小及實(shí)際突水情況，將全井田劃分為突水危險(xiǎn)區(qū)，突水較危險(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)

（1）危險(xiǎn)區(qū)（Ⅰ）

突水指數(shù)n>0.40，主要分布礦井中部和東部很小一部分，此區(qū)域斷層復(fù)雜，富水性較強(qiáng)，奧灰突水系數(shù)較高。

（2）較危險(xiǎn)區(qū)（Ⅱ）

突水指數(shù)n=0.25～0.4，分布于框架中、東部，此區(qū)域奧灰富水性中等，斷層較為復(fù)雜。

（3）安全區(qū)（Ⅲ）

突水指數(shù)n <0.25，主要分布在非富水區(qū)，主要位于礦井的西部，此區(qū)域奧灰富水性較弱，構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，11煤已實(shí)現(xiàn)了安全開(kāi)采。

2.2.2 13煤底板奧灰危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

計(jì)算獲得井田范圍內(nèi)突水指數(shù)變化于0.02～0.6之間，根據(jù)突水指數(shù)的取值大小及實(shí)際突水情況，將全井田劃分為突水危險(xiǎn)區(qū)，突水較危險(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)

（1）危險(xiǎn)區(qū)（Ⅰ）

突水指數(shù)n>0.38，主要分布礦井中部、東部和西部很小一部分，此區(qū)域斷層復(fù)雜，富水性較強(qiáng)，底板隔水層（叫）較薄，奧灰突水系數(shù)較高。

（2）較危險(xiǎn)區(qū)（Ⅱ）

突水指數(shù)n=0.22～0.38，分布于框架中、東部和西部，此區(qū)域奧灰富水性中等，斷層較為復(fù)雜。

（3）安全區(qū)（Ⅲ）

突水指數(shù)n <0.22，主要分布在非富水區(qū)，主要位于礦井的中西部，此區(qū)域奧灰富水性較弱，構(gòu)造較為簡(jiǎn)單。

2.2.3 15煤底板奧灰危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

計(jì)算獲得井田范圍內(nèi)突水指數(shù)變化于0.04～0.62之間，根據(jù)突水指數(shù)的取值大小及實(shí)際突水情況，將全井田劃分為突水危險(xiǎn)區(qū)，突水較危險(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)。

（1）危險(xiǎn)區(qū)（Ⅰ）

突水指數(shù)n>0.35，主要分布礦井中部和東部很小一部分，此區(qū)域斷層復(fù)雜，富水性較強(qiáng)，奧灰突水系數(shù)較高。

（2）較危險(xiǎn)區(qū)（Ⅱ）

突水指數(shù)n=0.2～0.35，分布于框架中、東部和西部較小的區(qū)域，此區(qū)域奧灰富水性中等，斷層較為復(fù)雜。

（3）安全區(qū)（Ⅲ）

突水指數(shù)n <0.2，主要分布在非富水區(qū)，主要位于礦井的西部，此區(qū)域奧灰富水性較弱，構(gòu)造較為簡(jiǎn)單。

3、后組煤開(kāi)采底板水害防治措施

3.1建立完善的徐奧灰地下水觀測(cè)系統(tǒng)利用現(xiàn)有觀測(cè)孔，運(yùn)用有效的探測(cè)手段，查明底板灰?guī)r巖溶的分層賦水性。我礦先后在-400大巷打鉆兩個(gè)奧灰孔，為查清奧灰富水特征和水力聯(lián)系及治水方案提供了可靠依據(jù)。

3.2加強(qiáng)斷層含、導(dǎo)水性的探查與分析工作鉆探資料表明，斷層在天然狀態(tài)下多數(shù)為不含水和不導(dǎo)水。但是，由于斷層的含、導(dǎo)水性受到很多的影響，不排除在一定的層位和部位具有一定的含水性和導(dǎo)水性，在采動(dòng)作用下導(dǎo)水性增強(qiáng)。因此，應(yīng)加強(qiáng)斷層及其含、導(dǎo)水性的探測(cè)研究，分析采動(dòng)作用下斷層“活化”的可能。

3.3加強(qiáng)煤層底板突水評(píng)價(jià)與防治方法研究堅(jiān)持“物探先行、鉆探驗(yàn)證、查明條件、安全開(kāi)采”的底板防治水原則。在每個(gè)工作面形成后，進(jìn)行工作面開(kāi)采前的頂、底板含水層的富水性探測(cè)和安全開(kāi)采評(píng)價(jià)，以便查明地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，為工作面的安全開(kāi)采提供資料和保證。如果采取預(yù)疏放的措施，則應(yīng)盡早實(shí)施，以免影響工期。疏水時(shí)保證礦井排水能力應(yīng)能滿(mǎn)足疏水要求。

3.4.加強(qiáng)東部水文地質(zhì)條件探查工作。目前礦井主要集中在井田中部、西部開(kāi)采，中東部及東部水文地質(zhì)工作較少，今后應(yīng)加強(qiáng)此區(qū)域的水文地質(zhì)條件探查工作。

3.5 開(kāi)展煤層底板破壞深度現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)工作

由于本次底板突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中的底板破壞深度按照《規(guī)程》計(jì)算得到的，本礦井的底板破壞深度具體數(shù)值尚沒(méi)有，因此建議開(kāi)展煤層底板破壞深度現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)工作，確定本礦井的底板破壞深度數(shù)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]施龍青等，《基于信息融合的底板突水預(yù)測(cè)》，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.

[2]方永明，《煤礦水文地質(zhì)分析、突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及重大特大透水災(zāi)害防治、救治方案設(shè)計(jì)與快速治理》實(shí)用手冊(cè)，中國(guó)煤炭出版社.

[3]房佩賢，《專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)》，地質(zhì)出版社.

作者簡(jiǎn)介：孫少紅，女，大學(xué)學(xué)歷，技校教師，翟鎮(zhèn)煤礦培訓(xùn)中心教師.