林南仓矿三水平延深地质条件研究

高飞

摘要：本文通过对林南仓矿三水平重点延深工程现状进行分析，在地质条件方面包括煤岩产状、赋存条件、控制程度等，在水文地质条件方面包括对矿井充水因素，综合梳理形成系统，立足基础资料，提出合理的措施方案，使工程施工达到预期效果。

关键词：三水平延深工程；地质条件；水文地质条件

引言

林南仓矿井三水平延伸工程，受地质构造复杂、软岩及涌水等诸多方面因素制约，现有支护条件难以满足工程要求，为使工程顺利开展，而优化设计方案。

一、三水平阶段工程及施工简介

（一）-900水平两条斜井

最初双斜井施工坡度定为.19°，工程选择在煤12老底深灰色粉砂岩中掘进。前半段虽然受小断层影响，但巷道控制在煤12层位附近，达到预计效果。随着工程延深至深部之后，煤層倾角逐步变大及断层影响，巷道直接由煤11进入煤9°斜井到900水平后，位于煤8-1顶板，由于地压增大、构造复杂，巷道变形严重，已停止施工。

（二）-650水平两条石门

林南仓矿三水平-650轨道石门、回风石门实际揭露情况与预想相比较基本一致，由煤12层位横穿至A0层，现迎头位于A0层位附近。但由于受到软岩及煤5以上砂岩裂隙水共同影响，导致巷道严重变形，工程难以进行。

二、三水平延深地质条件研究

总体而言，工程受到岩石成分、构造复杂、应力集中、深部地压等地质因素及相关水文因素叠加影响，施工困难。

（一）三水平地质条件研究

1.关于煤层倾角方面：蓟玉煤田向斜轴大致呈东西走向，北翼煤层倾角较缓，南翼较陡，盆状结构底部受地应力集中影响，煤层倾角大。三水平工程大部分位于向斜轴南翼，因此随着其余工程的展开，受煤层大倾角方面的困扰应该较多。

2.关于构造方面：林南仓井田小断层较发育，其中煤12每平方千米529条至1101条，煤11每平方千米190条至545条。由此推比，认为三水平区域小断层应该也较发育。-900两条下山施工，共揭露断层30条，断层大部分为倾向南的正断层，造成巷道前方层位逐步下移。

3.关于岩石性质方面：揭露煤岩层层位跨度极大，煤14至A层之间均有所涉及，而其中煤11、煤9和煤8-1为三软煤层，煤层顶底板含大量蒙脱石和高岭土，导致巷道变形严重，另外A层附近岩石的泥含量较高，易垮落，给巷道支护增加了较大困难。

4.关于地应力集中方面：两条斜井及两条石门已接近向斜轴部，向斜轴部受到北西～南东向挤压力作用，造成应力集中。

5.关于控制程度方面：三水平开发以来，林南仓矿逐步加强补充勘探，进行了地面物探及钻探，物探覆盖了三水平区域，钻探勘探线距逐步加密。

（二）三水平水文地质条件研究

1.关于地表及冲积层含水方面：林南仓井田范围内地表无河流。第四系地层厚度在210m-430m左右。根据导高与采厚的比值取9.0，三水平开采最大影响至-600水平，所以正常情况下地表及冲积层含水对矿井涌水的变化无直接影响。

2.关于老空水方面：随着三水平开发，会出现大量采空区和废旧巷道，容易形成老空积水。

3.关于断层水方面：三水平区域内现存在较大断层F6、F15、F16和F23，揭露这些断层钻孔在钻进中泥浆消耗量甚微或者不消耗，可见天然状态下各断层的大多数部位导水性微弱。

4.关于煤系地层含水方面：三水平煤系地层含水层主要涉及煤5以上、煤5～煤12、煤12～煤14、煤14～1（3。而三水平开采主要涉及煤12以上层位，所以煤14～K3含水暂不考虑，但井巷工程在揭露煤5以上、煤12～煤14含水层时，应加大探测力度，其余含水层含水性弱，不加以考虑。

5.关于奥灰含水方面：由于三水平开发底部延深至煤12，所以采用《煤矿防治水规定》中要求公式进行验算。

T_s=P/M

式中 T_s——突水系数（MPa/m）

P——底板隔水层承受的水压（MPa）

M——底板隔水层厚度（m）

而通过计算，突水系数最大为0.65MPa/m，小于0.1MPa/m，因此正常情况下该含水层对-900水平的采掘活动无水害影响。

三、针对研究现状的措施方案

（一）地面工程

1.地面物探工程：地面物探除去村庄密集区之外，已基本做到了全覆盖。

2.地面补勘孔施：大量地面补充勘探进行，从而提高地质及水文地质资料的精度。

3.-650石门注浆止水工程：针对-650石门前方软岩与水导致巷道变形，工程难以进行问题，在地面施工注浆孔对其进行封堵。

（二）井下工程

1.井下钻探工程：对-900皮带斜井东侧-850水平进行钻探，探查巷道前方水文地质情况，为将来三水平设计修改提供完整准确真实的数据。根据《煤矿防治水规定》要求，本着“有疑必探”的原则，在三水平开拓延深过程中进行超前钻探工程。

2.井下物探工程：采用物探手段主要包括全方位探测、瞬变电磁、坑道透视等，针对回采工作面及三水平开发延深工程。

3.区域揭露岩石取样测定：现在巷道揭露岩石进行取样，对岩石标本进行分类筛选后送测。在后续开拓延深过程中，持续安排相应取样送检。

4.水质化验：对现有工程揭露出水点进行水质化验，比照分析，掌握各含水层水质阴阳离子变化情况。

四、结束语

由于蓟玉煤田地质条件复杂，造成矿井三水平延深困难，从冗繁的地质信息中找出原因机理，从倾角、构造、应力、岩石性质及地层含水特征等方面，进行逐项排查分析，并在此基础上进行根源治理。