邢台矿25300 采区开掘巷道防治水技术研究

范谈斌

（冀中能源股份有限公司邢台矿地质测量科，河北 邢台 054000）

一、采区概况

25300 采区位于邢台矿西风井东北，工业广场东南部，为-320 水平以下深部5#煤新开采区。井下位置东以F29 断层为界，南到-340m 等高线，西到f5-3 断层，北到-320 西大巷。25300 采区开采上限标高为-220m、下限-560m，地面标高86.5m～91.1m。采区走向长度2200m，倾向长度1550m，面积3402800m2。25300 采区范围内5#煤地质储量829.72 万吨。25300 采区共有地面勘探钻孔27 个，大青水文孔7 个。

二、采区上山概况

25300 采区轨道上山与25300 采区运输上山平行贯穿25300 采区中部，两条上山巷道间距55m。25300 两条上山上部为22300 采区轨道上山、运输上山。25300 采区两条上山从下段联络巷野青灰岩层位开口，巷道开采标高位于-400m～-510m，25300 轨道上山设计长度837m，运输上山设计长度884m。

三、水文地质简介

25300 采区两条上山水文地质条件相对较清楚，断层构造发育清楚，该地区下距奥灰含水层113.67m～126.81m，下距大青灰岩含水层72.08-76.21m，下距伏青灰岩含水层29.84m～31.45m。该采区伏青灰岩、大青灰岩出水水量较小，富水性弱，属弱含水层。奥灰含水层的单位涌水量最小为0.693 L/m·s，最大为6.015 L/m·s，富水性很好，为主要威胁水源。

25300 采区内落差比较大的断层有三条，分别为F10、F13、f Ⅱ3-5-1 断层，且该采区两条上山掘进时必然会揭露。F10 断层位于25300 采区北部，为一正断层，走向N20°、倾向110°、倾角70°。该断层在25300 采区北部落差较大，落差40m，往南断层落差逐渐减小并歼灭，落差0m～15m。该断层在25300 采区上部7103 探巷及切眼、7103 下探巷及切眼、7600 运输上山均揭露，未见出水现象。分析F10 断层在25300 采区不导水。

F13 断层位于25300 采区东部，呈南北方向横穿整个采区。该断层为正断层，走向N25°、倾角57°，落差32m。该断层在25300 采区上部22319 运料巷及探巷、22300 运矸上山、22100 皮带巷、22210 出煤通道、7608 运料巷及探巷均揭露，未见出水现象。分析F13 断层在25300 采区不导水。

f Ⅱ3-5-1 断层位于25300 采区中部，呈南北方向横穿整个采区。该断层为正断层，走向N121°、倾向28°、倾角65°，落差24m，往南断层落差逐渐减小并歼灭。该断层在25300 采区上部22317 运料巷及探巷、22300 探巷、22300 轨道上山均揭露，未见出水现象。分析f Ⅱ3-5-1 断层在25300 采区不导水。

该三条断层在25300 采区上部2#煤开采范围内为不导（含）水断层，但随着开采深度的增加，底板承受的奥灰水压值逐渐变大，不排除在该区5#煤开采时断层导水的可能，因此要加强对F10、F13、f Ⅱ3-5-1 断层导（含）水性的探查。

四、防治水思路及技术路线

针对邢台矿25300 采区5#煤复杂的水文地质条件，制定25300 采区综合防治水技术方案，根据25300 采区水文地质条件，编制了《25300 采区5#煤开采水文地质条件评价及防治水安全技术措施》及《25300 采区准备巷道水文地质条件分析报告》等相关报告，用来指导25300 采区防治水工作。

5#煤开采防治水思路为：以顶板威胁水源预疏放，底板威胁水源预注浆切断水力联系为防治水思路，坚持物探与钻探相结合的原则，查明断层、陷落柱、顶底板含水层等隐伏构造含导水性并进行注浆加固，确保工作面安全开采。

图1 防治水技术路线图

技术路线为：首先，巷道掘进期间采用底板超前钻探及直流电法对巷道前方进行导（含）水构造及异常区探测并针对其进行注浆加固处理，其次，对巷道顶板野青灰岩水进行疏放，消除顶板水威胁，保证巷道安全掘进；最后，在对25300采区上山掘进前方断层进行导含水性探查及注浆治理，保证巷道安全通过。

五、25300 采区上山综合防治水技术方案实施

根据邢台矿25300 采区复杂水文地质条件，制定25300 采区上山综合防治水技术方案并实施。该技术实施共施工底板超前钻63 个，累计进尺8265m，累计注浆量56.9 吨；施工顶板野青灰岩含水层锚索放水孔50 个，共计783m；探查与治理f Ⅱ3-5-1、f Ⅱ3-13、F10 三条断层，共计30 个钻孔，累计5293m，累计注浆量37.2 吨。

（一）底板超前钻探的手段探查及治理

在巷道掘进过程中采区底板超前钻探连续探查手段探查巷道掘进前方底板是否存在较大导（含）水构造，并对巷道底板进行注浆加固处理。25300 采区上山在掘进过程中，共施工7 个阶段底板超前钻，累计63 个孔，工程量共计8265m，每阶段施工完成后，留足30m 超前距，到该位置后进行下次探测。

25300 采区上山底板钻探布置示意图

（二）直流电法探测巷道掘进前方是否存在明显含水异常区

在巷道掘进过程中采取直流电法连续探测手段，探测掘进前方是否存在明显的含水异常体，如果存在异常区，采区钻探手段对其进行专门探查验证并进行注浆加固处理。若无异常留足30m 超前距后在掘进。25300 采区上山掘进过程中，共进行38 次直流电法探测，有效解释距离3040m。

25300 采区上山直流电法布置示意图

（三）对巷道顶板野青灰岩水进行疏放

在25300 采区上山掘进过程中，野青灰岩弱含水层位于巷道顶板，利用巷道锚索孔定向钻进顶板野青灰岩含水层，对顶板威胁水源进行有效疏放，减少顶板水威胁，保证巷道的正常掘进。疏放孔共计50 个，累计783m。

（四）f Ⅱ3-5-1、f Ⅱ3-13、F10 断层的导（含）水性的探查

探查采区上山落差较大断层的f Ⅱ3-5-1、f Ⅱ3-13、F10 断层导水性并进行注浆加固处理切断与深部含水层的水力联系，保证采区上山开掘不受断层威胁。探查孔共施30个钻孔，累计进尺5293m，累计注浆量37.2吨。

（五）涌水量预计及排水系统完善

25300 采区两条上山为整个25300 采区排水主要巷道，因此该采区两条上山排水能力需要考虑到整个25300 采区涌水量。根据《25300 采区5#煤开采水文地质条件评价》报告，该采区正常涌水量94m3/h，最大涌水量127m3/h。25300 采区上山在掘进过程中主要受野青灰岩水、5#煤系顶底板砂岩水影响，因此25300 采区上山开掘巷道涌水量预计采用集水廊道法计算得出巷道正常涌水量为30.15 m3/h，根据25300 采区最大涌水量与正常涌水量比值为1.35 计算，最大涌水量为40.7 m3/h。综合可知，25300 采区两条上山最终排水系统能力要求不小于127 m3/h。

25300 采区两条上山掘进中在巷道一侧需至少安装一趟6 英寸排水管路，上山掘进施工正式排水沟（规格不小于300mm*300mm），保证到达排水能力要求。

总结：针对邢台矿深部5#煤在受多方复杂地质条件水害威胁（断层、顶底板含水层等）的情况下，首次成功运用钻探物探综合探查技术进行防治水方面探查及治理。制定专门的防治水设计灵活地应用到掘进施工过程中各个阶段。1.采用底板超前钻探及直流电法对巷道前方进行隐伏导（含）水构造及异常区探测及注浆加固；2.利用巷道锚索孔定向钻进顶板野青灰岩含水层，对顶板威胁水源进行有效疏放；3.探查采区上山f Ⅱ3-5-1、f Ⅱ3-13、F10 三条落差较大断层的导（含）水性并进行注浆加固处理切断与深部含水层的水力联系，保证采区上山开掘不受f Ⅱ3-5-1、f Ⅱ3-13、F10 三条断层威胁。该项目的实施成功为邢台矿以后开采复杂水文地质条件下的深部5#煤提供了防治水方面宝贵的成功经验。