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1充水因素分析
據相鄰工作面資料分析,影響5519工作面回采的含水層有奧陶系灰巖、大青灰巖、伏青灰巖、野青灰巖、煤系砂巖及第四系底部礫石含水層等.其中大青灰巖、伏青灰巖、5#煤底板砂巖為5519工作面5#
煤底板含水層,野青灰巖、5#煤頂板砂巖、及第四系底部礫石層為5#煤頂板含水層.
1.1頂板充水因素分析通過對本采區鉆孔資料的分析可知,5#煤頂板主要由砂質頁巖、細粒砂巖和灰巖構成,5#煤平均厚度為1.5m,煤層傾角小于55°,屬緩、中傾斜巖層.根據我國煤炭部門以往總結的經驗公式:2計算5500采區范圍內,5#煤頂板裂隙帶高度,計算結果見表3.綜合上述計算結果,5500采區范圍內,5#煤頂板裂隙帶高度變化范圍為18.76~39.69m.根據上述各鉆孔統計結果,5#距離野青灰巖含水層及第四系底部礫石含水層距離分別為119.99~257.48,6.41~13.20m.通過對比分析,5#煤頂板裂隙帶影響范圍均超過了野青灰巖含水層,但距離第四系底部礫石含水層較遠,對5#煤開采影響不大.因此,5#煤回采過程中必然會揭露野青灰巖含水層,造成頂板野青灰巖局部積水下滲;同時,位于5#煤頂板裂隙帶范圍內的煤系砂巖裂隙含水層也會下滲采掘工作面,成為5519工作面開采的充水水源.
1.2底板充水因素分析5519工作面底板主要充水水源為伏青灰巖含水層、大青灰巖含水層及奧灰含水層,其中伏青灰巖含水層為直接充水水源,大青灰巖含水層及奧灰含水層為間接充水水源.伏青灰巖含水層位于5519工作面煤層底板下29.45~34.80m之間,分布較穩定,在5500采區范圍內,厚度一般在1.77~2.08m,平均厚度為1.95m,在井田中部和深部,巖芯致密完整,不含水;大青灰巖含水層及奧灰含水層在本區富水性較強,但距離5#煤較遠,正常情況下,不會直接對工作面造成突水威脅.可一旦存在隱伏構造及導水裂隙或封閉不良鉆孔時,使其與上覆含水層溝通,將成為上覆含水層的主要補給水源和礦井突水水源,對礦井安全構成威脅。因此,在工作面回采過程中,要重點防范,積極探明隱伏構造的存在,防止構造導通奧灰水,造成礦井的突水事故.
2工作面回采安全性評價
根據《煤礦防治水規定》,工作面掘進和回采期間,可以采用突水系數法進行安全評價,在底板受構造破壞影響地段,突水系數不大于0.06MPa/m時可進行安全回采,對于正常地段,突水系數不大于0.1MPa/m可進行安全回采.其計算公式為通過分析5500采區鉆孔資料,由于奧灰含水層距離5#煤隔水層厚度較大,對工作面開采影響不大,在此不進行計算,只針對可能造成影響的大青灰巖含水層進行突水系數計算,5519工作面鉆孔突水系數計算結果見表4.根據上述計算結果,5519工作面突水系數為0.040~0.059MPa/m之間,小于0.06MPa/m,位于安全突水系數內,正常情況下工作面開采是安全的.
3工作面采前防治水措施
工作面回采前采用綜合物探手段(電法、瞬變電磁、電透視、坑透等),對煤層、工作面頂板、底板、巷道外側一定范圍內的底板、老空水、隱伏導水構造及裂隙密集發育帶的分布情況進行探測,以查明工作面內部、底板及周圍一定范圍內隱伏構造、富水異常區及底板薄弱地帶等,并利用鉆探對查明的導水構造、富水異常區進行驗證.該階段的防治水工作流程參見圖1.對已經驗證的導水構造、富水異常區和底板薄弱地帶進行局部注漿加固,加固過程和要求要滿足《煤礦防治水規定》的要求.局部注漿加固完成后,必須進行加固效果的檢驗,滿足加固要求后方可進行下一步工作,否則應進行局部再次注漿加固,直至滿足加固要求為止.為了查明5519工作面內部煤層隱伏構造發育及分布情況,設計組織施工煤層探查孔,兩鉆間距20m,2個巷道同時交叉施工,要求鉆孔深度對穿整個工作面,以探測工作面內是否存在落差大于1個煤厚的斷層、直徑大于20m陷落柱等隱伏構造.
4結論
1)在5519工作面開采過程中,主要的充水水源為5#煤頂板的局部未疏干野青灰巖水和頂板砂巖含水層水.2)5519工作面突水系數均小于0.06MPa/m,工作面基本滿足安全開采要求.3)工作面回采前應采取綜合物探、鉆探等一系列措施后,方可進行回采.回采過程中要完善排水系統,保證排水能力;同時加強對隱伏構造的探測,防止隱伏構造導通下伏的強含水層,避免突水危險.
作者:李沖單位:冀中能源股份有限公司邢東礦