馬 健

（中煤新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽 阜陽 236153）

1 概況

口孜東礦位于淮南煤田西部，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力5Mt/a，礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)類型均為復(fù)雜型。111305工作面位于-967m水平中央采區(qū)，上距第四系松散層底界面150.8～243.8m，下距11-2煤層65.5～68.5m，平均距離約為67.4m，煤層開采標(biāo)高-731.3～-811.3m，對(duì)應(yīng)地面標(biāo)高+24.54～+26.65m。

2#三維地震反射波異常區(qū)位于111305工作面切眼東側(cè)，切眼距該三維地震反射波異常區(qū)最近約95.1m（平距）；9#三維地震反射波異常區(qū)位于工作面東南側(cè)，風(fēng)巷距該三維地震反射波異常區(qū)最近約44.2m（平距）。

根據(jù)礦井三維地震勘探及二次處理精細(xì)解釋成果，111305工作面外側(cè)發(fā)育有2#、9#三維地震反射波異常區(qū)，由于礦井設(shè)計(jì)為單面接替生產(chǎn)，如不盡快查明異常區(qū)水文地質(zhì)特征將嚴(yán)重影響礦井接替，造成礦井停產(chǎn)。

圖1 2#、9#三維地震反射波異常區(qū)探查成果圖

2 2#、9#三維地震反射波異常區(qū)由來及認(rèn)識(shí)

2.1 三維地震反射波異常區(qū)由來

安徽物探測(cè)量大隊(duì)2004年提交的《安徽省阜陽市口孜東先期開采塊段三維地震勘探報(bào)告》中提出在三維地震勘探區(qū)內(nèi)，發(fā)現(xiàn)幾組煤層反射波同時(shí)發(fā)生錯(cuò)亂，有的上錯(cuò)斷到新地層的反射波，時(shí)間剖面上斷距反應(yīng)為上大下小，平面上解釋成一組逆斷層，但逆斷層的平面展布又有相對(duì)的封閉性，對(duì)于具有該特征的煤層反射波情況稱為三維地震反射波異常區(qū)。

2014年6月，礦委托中油油氣勘探軟件國(guó)家工程研究中心有限公司對(duì)我礦三維地震地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行二次處理精細(xì)解釋。在2#、3#三維地震反射波異常區(qū)之間新解釋圈定了9#三維地震反射波異常區(qū)，該三維地震反射波異常區(qū)位于中央采區(qū)的東北部（111305工作面東南側(cè)位置），其平面展布形態(tài)為近橢圓形，在地震時(shí)間剖面上頂面影響到13-1煤，但經(jīng)過地震解釋技術(shù)專家的二次解釋，發(fā)現(xiàn)1煤層、太灰地震反射下凹現(xiàn)象不明顯，連續(xù)性較好，認(rèn)為該三維地震反射波異常區(qū)可靠程度低。

2.2 2#三維地震反射波異常區(qū)初步認(rèn)識(shí)

2.2.1 地面探查

針對(duì)2#三維地震反射波異常區(qū)在地面施工了驗(yàn)2，終孔深度1377.56m，終孔層位奧灰。探查結(jié)果：

（1）鉆孔揭露松散層巖性正常，和礦區(qū)其他鉆孔一致。

（2）鉆孔揭露二疊系段巖芯破碎，擠壓、揉皺、重膠結(jié)、巖性混雜等現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)，地層層序僅局部(5至4煤)可識(shí)別外，整體表現(xiàn)為層序混亂。

（3）鉆孔揭露太原組、本溪組、奧灰上部段巖芯較完整，無明顯構(gòu)造跡象，層位正常，與圍巖深度吻合一致。

（4）鉆孔揭露奧灰段巖芯破碎，采取率低，巖性混雜，既有肉紅色奧陶系灰?guī)r，也有其上部的砂巖和泥巖，地層層序混亂。

（5）根據(jù)對(duì)1煤至奧灰段進(jìn)行的抽水成果資料，q=0.0039L/s.m。表明2#三維地震反射波異常區(qū)富水性弱。

2.2.2 2#三維地震反射波異常區(qū)初步分析

驗(yàn)2#孔與預(yù)想鉆孔基巖面標(biāo)高基本一致；驗(yàn)2孔從上石盒子組至奧灰地層均出現(xiàn)一定的向下位移量，位移量從上至下逐漸減小，無法通過單個(gè)斷層解釋。且鉆孔揭露的奧灰?guī)r層巖性混雜，含有砂巖和泥巖，該三維地震反射波異常區(qū)具有一定的陷落柱特征。

2.3 9#三維地震反射波異常區(qū)初步認(rèn)識(shí)

由于該異常區(qū)為二次解釋圈定，未開展井上下探查工作。但通過111303工作面開采情況可以對(duì)異常區(qū)做出較可靠的分析。9#異常區(qū)位于111303工作面切眼東側(cè)，切眼距9#三維地震反射波異常區(qū)最近約51.3m，切眼揭露kf111303-4斷層已延伸至9#三維地震反射波異常區(qū)影響區(qū)域內(nèi)，工作面回采期間采動(dòng)產(chǎn)生的裂隙完全能夠波及到異常區(qū)域，但111303工作面回采期間未發(fā)現(xiàn)水文地質(zhì)異?，F(xiàn)象，由此可以推斷9#異常區(qū)基本為不含（導(dǎo)）水構(gòu)造。

3 三維地震反射波異常區(qū)探查

3.1 井下物探工程

自111305工作面機(jī)巷接近2#三維地震反射異常區(qū)“警戒線”起，即采用瞬變電磁、直流電法、MSP地震波對(duì)巷道掘進(jìn)前方構(gòu)造發(fā)育情況及巖層水文地質(zhì)情況進(jìn)行探查，每次探查留設(shè)安全距離均不小于25m，累計(jì)施工23次超前探查，探查成果表明巷道前方巖層均無低阻區(qū)域。

3.2 井下鉆探工程

自111305機(jī)巷掘進(jìn)接近2#三維地震反射波異常區(qū)“探水線”起，采用鉆探循環(huán)對(duì)機(jī)巷、切眼掘進(jìn)前方及三維地震反射波異常區(qū)側(cè)巖層水文地質(zhì)情況進(jìn)行探查，保障了機(jī)巷、切眼掘進(jìn)安全。另外為保障工作面回采安全，分別在切眼上、下口布置鉆孔對(duì)2#、9#三維地震反射波異常區(qū)含（導(dǎo)）水性進(jìn)行驗(yàn)證。共開展探放水工程4輪，施工鉆孔22個(gè)，工程量4219.8m。

3.3 井下探查成果分析

（1）針對(duì)111305工作面外側(cè)2#、9#三維地震反射波異常區(qū)系列探查工程，共開展物探超前探23次，探放水工程4輪，鉆孔22個(gè)，工程量4219.8m。每輪所施工鉆孔均呈“扇形”布置，根據(jù)鉆探成果資料分析，探查范圍內(nèi)煤層賦存正常，巖性無混雜。

（2）探查工程所施工的22個(gè)鉆孔中，僅4-2#鉆孔有少量出水現(xiàn)象。放水時(shí)間歷時(shí)21d，共計(jì)放水量1557.6m3。通過對(duì)比礦井已有出水鉆孔水質(zhì)類型，確定該水源為13-1煤底板砂巖裂隙水，且為靜儲(chǔ)量，無補(bǔ)給。

（3）探查工程針對(duì)2#三維地震反射波異常區(qū)探查鉆孔，平面上控制111305切眼東側(cè)最遠(yuǎn)達(dá)到203.2m，控制111305機(jī)巷北側(cè)最遠(yuǎn)達(dá)78.3m；剖面上控制13-1煤下達(dá)98.5m，13-1煤上達(dá)98.7m。所施工的8個(gè)鉆孔有7個(gè)鉆孔均進(jìn)入2#異常區(qū)內(nèi)，平面上進(jìn)入最遠(yuǎn)達(dá)90m，其中4-5#、4-6#、4-7#3個(gè)鉆孔貫穿2#異常區(qū)北部。

（4）探查工程其中 4-5#、4-6#、4-7#、4-8#鉆孔對(duì)131302機(jī)巷（設(shè)計(jì)）頂、底板巖層水文地質(zhì)情況進(jìn)行了超前探查，該4個(gè)鉆孔其中3個(gè)貫穿2#三維地震反射波異常北部，4-8#孔從131302機(jī)巷（設(shè)計(jì)）下方穿過，且均無出水現(xiàn)象。故探查成果表明131302機(jī)巷南側(cè)102.3m（平距），13-1煤層向上98.7m、向下98.5m范圍內(nèi)巖層富水性弱，不會(huì)對(duì)掘進(jìn)造成水害威脅。

（5）探查工程針對(duì)9#三維地震反射波異常區(qū)探查共施工7個(gè)鉆孔，平、剖面上呈“扇形”布置，且平面上終孔間距均小于30m，對(duì)9#異常區(qū)進(jìn)行了覆蓋。其中3-1#、3-4#、3-5#平面上貫穿9#異常區(qū)，3-2#、3-3#盡管未貫穿，但平面上距9#異常區(qū)邊界僅剩約4m。鉆孔控制范圍：平面上111305切眼東幫143.6m（平距），風(fēng)巷南幫139.9m（平距）；剖面上控制13-1煤向下85.9m（垂距）及13-1煤向上104.8m（垂距）。鉆孔均無出水現(xiàn)象，表明探查范圍內(nèi)巖層富水性弱。

（6）針對(duì)9#三維地震反射波異常區(qū)探查所施工的7個(gè)鉆孔揭露標(biāo)志層及11-2煤層較周邊14-7鉆孔較為吻合；同時(shí)所施工的13-1煤層順層鉆孔分別施工86m、96m仍為全煤，受煤層偏軟塌孔影響未能繼續(xù)施工。但根據(jù)鉆孔探查成果資料表明，探查范圍內(nèi)巖層、煤層穩(wěn)定正常，9#三維地震反射波異常區(qū)未發(fā)育至探查范圍內(nèi)。

4 三維地震反射波異常區(qū)探查效果評(píng)價(jià)

（1）通過地面驗(yàn)2#孔及2#三維地震反射波異常區(qū)探查鉆孔成果資料表明：111305切眼東側(cè)203.2m，控制111305機(jī)巷北側(cè)78.3m；13-1煤向下98.5m、13-1煤向上98.7m范圍內(nèi)，巖層正常穩(wěn)定，總體富水性弱，僅局部賦存少量砂巖裂隙水，且衰減迅速。

（2）通過9#三維地震反射波異常區(qū)井下探查成果資料結(jié)合附近已回采完畢的111303工作面（距9#異常區(qū)僅51.3m）資料表明：111305切眼東側(cè)143.6m（平距）、風(fēng)巷南側(cè)139.9m（平距）、13-1煤向下85.9m（垂距）、13-1煤向上104.8m（垂距）范圍內(nèi)，16-2、13-1、11-2煤層賦存正常穩(wěn)定，巖層無混雜現(xiàn)象，且?guī)r層富水性弱；根據(jù)施工的2個(gè)地質(zhì)順煤層鉆孔，鉆孔揭露煤層賦存正常，進(jìn)一步證實(shí)了9#三維地震反射波異常區(qū)尚未發(fā)育至探查范圍內(nèi)。

（3）物探與鉆探成果資料相互驗(yàn)證均證明了巖層富水性弱的特點(diǎn)，巷道實(shí)際施工未出現(xiàn)水文地質(zhì)異?，F(xiàn)象，從側(cè)面對(duì)物探及鉆探成果資料提供了有力的佐證。

5 工作面開采安全評(píng)價(jià)

（1）通過地面及井下綜合探查工程，基本查明了111305切眼東側(cè)203.2m、機(jī)巷北側(cè)78.3m、風(fēng)巷南側(cè)139.3m、13-1煤向上104.8m、13-1煤向下98.5m范圍內(nèi)巖層總體富水性弱，探查范圍內(nèi)僅賦存少量的砂巖裂隙水。針對(duì)2#、9#三維地震反射波異常區(qū)井下探查鉆孔完全滿足頂、底板安全探查距離的要求，因此111305工作面開采不受2#、9#三維地震反射波異常區(qū)的影響，2#、9#三維地震反射波異常區(qū)不會(huì)成為111305工作面的隱蔽致災(zāi)因素。

（2）通過4-5#、4-6#、4-7#、4-8#鉆孔對(duì)131302機(jī)巷（設(shè)計(jì)）頂、底板巖層水文地質(zhì)情況進(jìn)行了超前探查，該4個(gè)鉆孔其中3個(gè)貫穿2#三維地震反射波異常北部，4-8#孔從131302機(jī)巷（設(shè)計(jì)）下方穿過，且均無出水現(xiàn)象。表明探查范圍131302機(jī)南側(cè)102.3m（平距）、13-1煤層向上98.7m、向下98.5m范圍內(nèi)巖層富水性弱，2#三維地震反射波異常區(qū)不會(huì)對(duì)131302機(jī)巷施工有影響。