浅谈9102工作面底板承压水的防治

张永 刘德亮

摘 要：山西岚县昌恒煤焦9煤全部带压开采，工作面形成后，通过采取一系列的治理措施，确保了工作面的安全回采，带来了经济和社会效益。

关键词：探查治理；安全回采；提高效益

一、工作面概况

9102工作面为矿井9号煤的第二个采面，位于F1断层以北区域，西以9101采空区相邻，东与计划的9103工作面相邻，北到配风巷，南至切眼。风巷走向长1680m，标高925～961m；机巷走向长1685m，标高885～935m；切眼长192m，标高935～961m，工作面面积为323520㎡。

二、水文地质条件

（一）煤层顶底砂岩裂隙含水层（段）

太原组含3层石灰岩（L1、L2、L3），为9号煤层直接充水含水层，其中L1厚度0.52-5.00m，平均2.68m；L2厚度1.50-3.96m，平均2.62m；L3厚度1.65-3.62m，平均2.81m。富水性相对较强，水压为0.4～0.7MPa。该含水层是回采期间的直接充水含水层，矿化度均偏大。

（二）断层富水

工作面断层发育，断层破碎带以煤系泥岩及粉砂岩为主，夹少量砂岩碎屑，前期掘進超前钻探时，有部分钻孔穿过断层带时，均出现涌水现象。9102机巷掘进时水量较大，特别在j16点附近揭露断层时，水量达40m3/h。

（三）奥灰水

奥陶系下统石灰岩是含煤地层下伏主要含水层，单位涌水量0.1609L/s.m，富水性中等。推测井田奥灰水水位标高为1125～1128.74m，9号煤层底板标高为830～1120m，本区域为奥灰水承压区域，最大水压约为2MPa，最大突水系数0.04。

因我矿断层较发育且落差较大，受上部4煤采动影响，有可能导致9煤段断层活化，同时隐伏陷落柱发育，所以9煤回采有出现突水淹井的可能。

三、治理措施

（一）物探探测

1.音频电透视

本次音频电透视法测试，将视电导率值41S/m以上的定为异常区，结果分析确定工作面底板存在7处高电导率异常，分别为Y-1、Y-2、Y-3、Y-4、Y-5、Y-6和Y7；依据电导率的大小及可靠的准确性评价为Y-2>Y-1>Y-3>Y-6>Y-5>Y-4>Y7；音频电透视异常特征可认为工作面内底板电性异常的平面分布特征，各层段的视电导率分布特征有所差异，根据联合解释，通过以平面异常分布范围的描述，认为上述异常区中Y-1、Y-2、Y-3、Y-5和Y-6为9102工作面防治水重点区段（重点钻探验证区域）。

此次物探划定的异常区大多属于工作面内的煤岩层裂隙发育富水，未能准确判定是否为陷落柱或者其他地质异常体。

2.无线电波透视

本次探测主要依据坑透衰减系数的大小进行划分，9102工作面内部解释地质异常体6处，分别编号A～F，其中，分别如平面图所示。

3.瞬变电磁探测

本工作面进行的瞬变电磁法探测最大有效距离为130m，其中沿探测方向15～30m为盲区。

工作面内发现低阻异常13处，其中经整合后需要钻探验证的异常有12处（如平面图所示编号为S-1～S-12），多处异常分布在揭露的构造附近，推断为构造及裂隙破碎所致。其中，根据平面位置，如平面图所示。

三种物探成果出来后，然后矿方工程技术人员对三种物探成果中的重点异常区进行了叠加，选取重点中的重点，施工井下钻孔进行钻探验证。

（二）钻探验证

本次钻孔设计深度位于煤层底板下40m±，距离奥灰顶界面20m±， 钻探设备采用ZY-1250煤矿用全液压坑道钻机施工，全部采用Φ127mm的钻头开孔，钻进16m后下入15.5m管径为90mm 的DZ240普通地质套管，采用水泥浆（水灰比1：1）进行固管，凝固时间72小时，然后以6.0MPa压力试压30min，合格后，变径58mm无芯钻进直至终孔。对出水钻孔进行注浆加固，为防止压力过大破坏底板的完整性，注浆终压6.0MPa。

（三）排水系统

当前巷道敷设有两趟4吋排水管路，巷道内已实现双回路供电，共有3处排水点，分别为：

①1#水仓（j11点前40m小水仓），风泵排水；

②2#水仓（4#钻场内水仓），水仓内有三台BQS 60-60-22KW型电泵，一台工作、一台带电热备、一台冷备，工作和热备水泵分别接于两趟4吋排水管路上，实测总排水能力108m3/h，满足当前要求；

③3#水仓（j23点处水仓），现有电泵4台，一台BQS 50-100-30KW型水泵工作、一台BQS 100-50-30KW型水泵带电热备，BQS 80-135-55KW、BQS80-120-45KW型水泵各一台处于冷备状态，工作和热备水泵分别接于两趟4吋排水管路上，实测总排水能力120m3/h，满足要求。

（四）采前评价

昌恒煤焦与安徽建筑学院专家教授合作，完成了9102工作面采前安全评价工作，为工作面的回采提供了技术依据。

四、治理效果

（1）通过前期的治理，本面已于5月初进行回采，现工作面已推进50多米，且已推过了F1断层和一个物探异常区，现面内底板无出水，表明治理效果良好。

（2）为相识条件下工作面底板承压水的防治，提供了可靠的技术依据，值得借鉴和推广。

作者简介：张永（1973-），男，汉族，安徽萧县人，大专，现昌恒煤焦防治水中心，从事煤矿井下地质防治水工作。