大埋深矿井封闭不良钻孔探测技术研究

苗葳++杨睿哲++王志光

摘 要：赵固二矿井田内8006钻为封闭不良钻孔，该孔对工作面及盘区大巷布置均会造成影响。由于钻孔施工年代距今较远，部分资料不完善，在水压作用下可构成导水通道，将多层含水层水导入开采煤层，造成严重水害。针对以上情况，根据矿井采掘层位与各含水层对应关系，分四区段对8006钻孔进行探测分析，使得在资料缺失情况下处理大埋深高水压矿井内封闭不良钻孔逐步条理化、清晰化。

关键词：煤矿；封闭不良钻孔；水害防治；分区段探测

一、赵固二矿地质及水文地质概况

（一）矿井生产建设情况。赵固二矿井田位于新乡、焦作两市交界地带，煤田划分属焦作煤田。赵固二矿井田东西长约15km，南北宽2.0～5.5km，总面积69.0791km2，开采深度-500～-1500m，主采煤层为二叠系山西组二1煤，为单一近水平煤层，厚度4.73～6.77m，平均6.16m。

（二）矿井地层情况。赵固二矿井田属第四系、新近系全覆盖区。赋存地层主要有奥陶系中统马家沟组、石炭系上统本溪组和太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、新近系、第四系。其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层。

（三）主要含水层。井田含水层自上而下分为以下几层：第四系砾石、细至中砂含水层，新近系砂、砾石含水层，基岩风化带含水层，二1煤顶板砂岩含水层，太原组上部灰岩含水层，太原组下部灰岩含水层，奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。

二、赵固二矿8006钻孔情况

该钻孔自下而上可连通O2灰岩含水层、L2灰岩含水层、L8灰岩含水层、二1煤层顶板砂岩含水层、新近系砂砾石含水层、第四系细至中砂含水层。由于资料缺失，无法对钻孔在各含水层段的导水性逐一探查。若不探明该钻孔导水性，则将会对矿井生产造成隐患。

三、设计思路分析

根据煤层与各含水层的对应关系，将8006钻孔对二1煤层充水条件划分四区段进行探查：

（1）第一区段为矿井导水裂缝带之上的含水层区段，以矿井导水裂缝带高度51.4m为界限，向8006孔方向施工顶板探孔探查导水裂缝带以上区段富水性，若探孔无水，则证明导水裂缝带之上封闭完好，或封闭不良区段与煤层之间有封孔质量较好的区段阻隔，无法对矿井进行充水；（2）第二区段为煤层至导水裂缝带范围内的探孔，该钻孔用作探明若钻孔附近进行采掘活动，是否可沿导水裂缝带向采掘活动区域进行直接充水；（3）第三区段为煤层底板下至L9灰岩间，由于L8、L2灰岩含水层水压高，富水性强，若8006钻孔连通该含水层，则在水压作用下会出现探孔出水量大，证明煤层以下均以充水；（4）第四区段为L9至L8灰岩区段，该区段主要是验证第三区段，并用探孔穿过L8灰岩含水层，查看该含水层水压、水量情况，验证是否接受底部L2、O2灰岩补给。钻孔布置见图1。

四、实测结果及分析

本次设计探1#、探2#、探3#与底板注浆3#孔共4个钻孔探明该勘探孔导水性，探1#、探2#钻孔为仰角孔，探1#钻孔终孔位置在导水裂缝带上垂距7m位置，目的为探明8006钻孔在导水裂缝带以上的导水性，探2#钻孔主要探明导水裂缝带内该钻孔的导水性，探3#钻孔控制煤层底板L9灰岩上钻孔富水性，3#孔为超前探注钻孔兼作8006钻孔L8灰岩～L9灰岩间导水性的探查孔。根据打钻情况，该探1、探2、探3#钻孔终孔均无水；底板3#钻孔终孔水量为0.2m？/h，水压3.5MPa，小于目前矿井L2灰岩水压，表明8006钻孔未连通深部L2灰岩含水层；根据钻孔揭露岩层情况判断，该四个钻孔终孔层位准确，达到设计要求，8006钻孔在导水裂缝带以上7m至L2灰岩含水层段封闭合格。

五、主要创新点及社会效益

通过以上分区段对该钻孔进行探测，对在资料缺失情况下处理隐蔽致灾因素有积极借鉴意义，使在大埋深高水压条件下探测封闭不良钻孔逐步条理化、清晰化，为排除相关类型隐患的方法提供可行性参考。