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1資料的整理與分析

截止2013-10-30，李堂煤礦現場配套工程施工全部結束，結合前期補堪方案，在獲取礦井一、二、三采區頂底板巖層結構、水位、巖石樣本、水樣等諸多重要參數后，中國礦業大學先后開展了巖層結構分析、地下水流場分析、巖石物理力學強度測試、水化學分析及圖件繪制等工作，初步查明了研究區的地質及水文地質條件。通過對前期勘查報告的分析，上述鉆探探查研究及巖樣和水樣測試分析初步得到以下結論：（1）通過以往勘查資料分析，取得各主要含水層的相關參數如表1所示。總體上，李堂煤礦一、二、三采區的四灰含水層、十灰含水層、十一灰含水層和奧灰含水層均屬于弱富水性含水層，地下水補給徑流條件緩慢，且富水性不均一。（2）通過各含水層水樣分析，四灰含水層、十灰含水層、十一灰含水層及奧灰含水層之間水力聯系較差，只有十灰與十一灰含水層之間可能在局部存在水力聯系，其它含水層間均無水力聯系。（3）在3C201軌道順槽、二采區軌道石門、二采區皮帶下山施工過程中對邊界斷層（DF24、DF27）的揭露情況分析，斷層破碎帶內為黑色泥巖膠結，膠結程度較好，斷定DF27與DF24為隔水斷層。（4）本次探查顯示，奧灰含水層具有較好的可疏降性，但由于含水層富水性的不均一性，在后續生產過程中，需通過“物探+鉆探”的方式確定含水層的富水異常區，在此基礎上開展疏水降壓的防治水手段，確保9-2煤安全開采。（5）鉆探探查結果顯示，李堂煤礦灰巖含水層之間巖層具有較好的隔水能力，可為9-2煤的帶壓開采提供有利條件。

2頂底板巖層結構及抗破壞能力評價

通過對煤層頂底板巖層結構分析及研究，得出結論如下：（1）根據煤層頂底板巖層結構探查及巖石力學參數測試分析，李堂煤礦9-2煤直接頂底板屬于穩定、較穩定型。（2）從頂板四灰到底板十一灰的地層中泥巖厚度百分比最小為56%，最大含量為87.30%，地層中較大比重為泥巖，這對防治各含水層的入滲是比較有利的。（3）根據有關規程經驗公式計算，一采區導水裂隙帶高度最大值為48.17m，最小值為8.8m；二、三采區導水裂隙帶高度最大值為45.99m，最小值為17.25m；。一采區底板破壞帶深度最小值為24.6m，最大值為25.4m；二、三采區底板破壞帶深度最小值為22.6m，二、三采區底板破壞帶深度最大值為28.2m。（4）采用了FLAC3D對頂底板破壞規律進行了數值模擬，結果顯示：沿工作面走向（長度方向），一采區開采頂板破壞范圍為26.7m，底板破壞深度為16.3m；而二采區開采頂板破壞范圍為29.8m，底板破壞深度為6.8m。兩個采區工作面頂底板破壞范圍都是在工作面推進到72m時達到最大，表明在9-2煤厚度1.0m、工作面寬度120m的條件下，工作面推進70m左右就達到了充分采動。沿工作面傾向（寬度方向）一采區工作面頂板塑性區呈馬鞍形分布，塑性區在工作面兩端的高度為26.7m，而在工作面中部的高度為16.2m；而二采區工作面頂板塑性區呈矩形分布，塑性區高度在工作面中部和端頭幾乎沒有變化，為30m左右。（5）結合李堂煤礦各采區頂底板結構特征，從偏安全的角度出發，對頂底板破壞的評價參數取值如下：一采區頂板導水裂隙帶高度取值48.17m，底板破壞帶取值21.5m；二、三采區導水裂隙帶高度取值45.99m，底板破壞帶取值23.4m。

3頂底板突水危險性評價及分析

通過分析，在一采區及二、三采區9-2煤開采形成的底板采動破壞帶直接溝通底板十灰含水層，但十灰總體富水性較弱，其影響有限；受地層起伏及構造的控制，局部可能受十一灰影響，但影響不大。在正常塊段能夠實現安全開采，而在采區邊界斷層較發育塊段，必須查明斷層發育規律，留足防水煤柱，以預防斷層導水影響生產。

4礦井中長期防治水規劃

通過鉆探、分析及安全開采評價，9-2煤層下一步的安全生產，確定需要開展如下工作：①進一步加強礦井地質及水文地質觀測、分析及DF24、DF27、DF1斷層導水性的驗證探查；②在9-2煤開采過程中，加強對各采區頂板冒落帶、導水裂隙帶及底板破壞帶的現場監測；③在9-2煤開采工作面巷道形成后，采用物探探查頂底板富水異常區，為頂底板疏放水工程布置提供依據；④在采掘過程中，尤其是在疏放水過程中，加強疏放水過程水量、水壓等數據觀測，并通過反求參數不斷修正各含水層主要參數，為完善疏降水方案提供依據；⑤根據一孔多用的原則，建議保留T2、T7和T11孔，安裝孔口控制及水壓觀測裝置，留作后期奧灰長期觀測孔及疏水孔用；同時，選擇合理地段，增加第四系、四灰、五灰、十灰及十一灰的長期觀測孔定位及施工，為以后的長期突水預測提供依據；⑥在含水層疏放前，布設一定量的局部疏放工程，驗證含水層的疏放性，同時，亦可布設局部注漿改造試驗與其對比分析；⑦9-2煤采掘過程中，采取“物探+鉆探”的綜合措施，加強日常超前探放水工作，嚴格遵守“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字方針，保證礦井的安全采掘；⑧結合現階段涌水量計算及現有涌水情況，完善礦井防排水體系，加強各采區臨時排水設施及永久排水設施的布設與管理，確保井下排水通暢；⑨在下階段采掘過程中，若揭露的實際水文地質條件或獲取的水文地質參數發生變化，應根據獲取的新參數及時對上述計算結果進行修正，并優化防排水設施，以滿足各采區防排水工作的需要；⑩完善礦井防治水組織機構及各崗位職責，采取各種方式提高防治水技術水平和管理水平，加強防治水人才隊伍建設；完善水害應急預案，認真落實各項規程規范及規章制度，加強礦井防治水工作的宣傳和安全培訓工作。

作者：崔培忠單位：徐州李堂礦業有限公司