高承压含水层下近距离煤层顶板水害立体防控技术研究

张 坤， 丁 湘， 蒲治国， 吴永辉

(1.中煤能源研究院有限责任公司,陕西西安 710054； 2.中煤冲击地压与水害防治研究中心,内蒙古鄂尔多斯 017200；3.中天合创能源有限责任公司门克庆煤矿，内蒙古鄂尔多斯 017200)

0 引言

近距离煤层在蒙陕地区深部侏罗纪煤田普遍赋存。针对上述煤组间存在的顶板砂岩含水层高承压、富水性强且极不均一、隔水层薄等开采防治水难题[1-3]，使上煤层在巷道掘进阶段即面临严峻的水害问题，同时由于煤层间距近，使得上下煤层同采防治水难度加大，在采掘过程中极易造成矿井涌水异常波动，严重威胁矿井生产安全[4-9]。前人在顶板水害防治方面开展了大量的研究，实现了顶板水害治理的有益探索，取得了一定的成效，但目前针对近距离、高承压、薄隔水层顶板水害治理仍处起步阶段，蒙陕矿区深部矿井上下煤层联合开采顶板水害防治缺乏技术理论和工程实践支撑[10-13]。

1 地质及水文地质条件

1.1 地质

某矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗、伊金霍洛旗境内，呼吉尔特矿区中部。井田内地层由老至新发育有：上三叠统延长组(T3y)，中侏罗统延安组(J2y)、直罗组(J2z)、安定组(J2a)，下白垩统志丹群(K1Zd)和第四系全新统(Q4)。中侏罗统延安组(J2y)为本井田含煤地层，2-2煤层位于延安组第三岩段(J2y3)中部，平均煤厚2.21m，与3-1煤层(平均煤厚4.42m)间距为23.70～52.27m。

井田构造形态总体为一向西倾斜的单斜构造，倾向270°左右，地层倾角1°～3°。井田内未发现断层和陷落柱构造，亦无岩浆岩侵入，综合评价井田构造复杂程度属简单类型。

1.2 水文地质条件

井田主要含水层自上而下可分为第四系全新统风积沙层孔隙潜水含水层、下白垩统志丹群孔隙潜水-承压水含水层、侏罗系安定组裂隙承压水含水层、中侏罗统直罗组碎屑岩类承压水含水层、中侏罗统延安组碎屑岩类承压水含水层、上三叠统延长组(T3y)碎屑岩类承压水含水层；井田隔水层主要有中侏罗统安定组隔水层、安定组底板至2煤组顶板隔水层和侏罗系延安组2煤组底至3-1煤顶板隔水层。

直罗组底部砂岩含水层为矿井主要充水含水层，地层厚度117.75～219.45m，平均157.18m，水位标高+1 249.02m，q=0.060 8～0.206 8L/(s·m)，渗透系数K=0.071 7～0.598 2m/d，地下水化学类型为SO4·HCO3—Na·Mg型水，矿化度484～1 045 mg/L，富水性中等，局部强且极不均一；中侏罗统延安组碎屑岩类承压水含水层为2煤和3煤开采时直接充水含水层，3-1煤上部延安组含水层厚度47～110.2m，平均82.02m。地下水位埋深35.92～43.01m，水位标高1 273.75～1 283.01m，q=0.009 02～0.007 50 L/(s·m)，渗透系数0.005 93～0.018 2m/d，地下水化学类型为HCO3—Na·Ca型水，富水性弱。

第四系松散岩类孔隙潜水含水层补给来源主要以大气降水垂向入渗为主，其次为邻区地下水的侧向径流补给，以及下伏基岩裂隙承压水的越流补给，径流方向由北向南或由东北向西南径流，排泄方式以径流排泄为主。碎屑岩类基岩裂隙承压含水层主要赋存于下白垩统志丹群(K1Zd)、中侏罗统直罗组(J2z)以及下侏罗统延安组(J2y)砂岩中，其主要补给来源为井田外承压水的侧向径流补给，其次为上覆第四系孔隙水的下渗补给，径流方向沿地层走向由北向南径流，排泄以侧向径流排泄为主。

矿井采用一次采全高采煤法，全部垮落法管理顶板，为保证矿井达产，计划3-1煤与2-2煤同采。由于直罗组底部砂岩含水层水压高且距离2-2煤顶板较近，顶板探放水钻孔单孔涌水量达120m3/h，初始水压达6MPa，并且因2-2煤顶板局部地段隔水层缺失(大部分块段变薄至小于5m)，使该煤层在巷道掘进阶段即面临严峻的水害形势；2-2煤与3-1煤间平均距离仅为34m，2、3煤组间存在的煤层间距近、含水层高承压、富水性强且极不均一、隔水层薄等开采防治水难题，严重威胁矿井生产安全。

2 立体防控技术构架分析

2.1 技术构架

针对某矿井2、3煤组采掘水害问题，提出近距离煤层顶板水害立体防控技术构架(图1)。

图1 立体防控技术构架Figure 1 Technical framework of stereoscopic prevention and control

该构架按照“断源截流、分区防控、层组治理”的思路，通过“低位超前布局掩护疏放技术”即矿井采掘布局调整，将低位截流工作面布设在地下水径流方向来水一侧，通过低位工作面截流降低上煤层工作面补给水源强度；其次通过上下煤组结合的综合精细探查技术，在精准确定顶板砂岩疏放靶区的基础上，对下煤层开展超前疏放水工作(掘进阶段超前探放水、回采前的分段疏放水、回采中泄水巷泄水、回采后采空区自然疏放水)，实现下煤层安全生产的同时，避免了上煤层近“探”近“放”所带来的水害威胁；然后在上煤层中进一步开展疏放水工作，通过校核上下煤层疏放效果是否满足定量化评价指标的基础上，最终实现高承压含水层下近距离煤层顶板水害的“层组立体防控、区域综合治理”。

2.2 技术分析

“低位超前布局掩护疏放”可避免上煤层近“探”近“放”所带来的水害威胁，其在技术上是否可行，将直接影响近距离煤层顶板水害立体防控能否实现。“低位超前布局掩护疏放技术”分析重点包括两个方面：一是垂向上，分析下煤层和上煤层的充水含水层是否为同一目标含水层，即下煤层回采后，其导水裂缝带发育高度是否波及上煤层充水含水层；二是平面上，分析下煤层工作面回采产生的疏降漏斗(疏降半径)是否波及上煤层工作面回采范围；以上条件满足时，方可通过下煤层超前疏放水工作，实现上煤层工作面顶板水的间接疏放。

2.2.1 “两带”高度确定

为探究3-1煤回采导水裂缝带发育高度能否包含2-2煤充水含水层。采用井下电法探测、数值模拟以及双端封堵压水试验多种手段，对矿井具有代表性的工作面进行综合测试。

1)钻孔电法探测。煤层顶板岩层受到采动影响后，岩层结构发生相应的变化，进而引起岩层视电阻率值发生变化，根据探测剖面的视电阻率分布特征对煤顶板岩层变形与破坏规律进行分析，可以判定裂缝带发育高度值，2017年11月在井田南翼3-1煤层11-31011工作面泄水巷3L巷道位置采用井下钻孔电法探测导水裂隙带发育高度。

由于探测点距离工作位置较远，采动对上覆地层的影响尚未波及至监测区域内，故可将此次视电阻率剖面作为背景值进行分析。由于岩层裂隙发育、含水性不均一，导致背景视电阻率主要集中在50～300Ω·m，局部小区域为300～450Ω·m。

工作面推进至孔口33.7m时，水平方向-110～-90m，高度0～20m以及60～100m，视电阻率值显著升高，部分范围视电阻率值达到1 000Ω·m，其余范围视电阻率值有一定变化，0～20m视电阻率值升高，主要受控制范围垮落带开始发育影响。

推进过孔口79.5m时，控制范围垮落带已充分发育，高度范围主要为0～21m，该范围视电阻率值大多已升高到1 000Ω·m以上，为典型的垮落带视电阻率值特征；煤柱内裂缝带的宽度约18m。

工作面推进过钻孔孔口120m，“三带”发育已经稳定，裂缝带开始发育，裂缝高度为50～106m，该范围视电阻率值普遍升高到600Ω·m以上，为典型的裂缝带视电阻率值特征，反映工作面边缘部分导水裂缝带的高度为106m。

综上所述，11-31011工作面导水裂缝带的高度为106m，为砂质泥岩与泥岩界面位置；垮落带的高度为21m，为细粒砂岩和中粒砂岩界面位置。根据工作面回采资料，钻孔控制段采高为4.1～4.6m，平均4.35m。因此，11-31011工作面裂采比为24.37，垮采比为4.83。

2)数值模拟。以井田北翼3-1煤层11-3103工作面为原型，依据2011年11月《井田首采区水文地质补充勘探报告》所提供的基础数据，建立数值模拟模型，研究顶板导水裂缝带发育高度。运用FLAC3D模拟软件从数值模拟中提取不同推进距离的最大主应力场云图、塑性区形态两者进行综合分析。通过对比研究得出回采作用下煤层覆岩运移特征和“三带”发育范围、发育规模及其空间展布特征(图2)。

采用分段开挖的方式模拟开挖过程，工作面沿走向(X轴正向)推进，每步开挖20m，共开挖30步，每步开挖后最大不平衡力小于1×10-5N即认为达到新的平衡状态。当工作面推进40m时，煤层顶板的粉砂岩出现较明显的塑性剪切变形破坏，破坏区高度在26m左右(图2a)，此时竖向应力图形为轴对称的抛物线形分布(图2b)。当工作面推进至120m时，采空区上覆岩层塑性破坏区在拉张应力的作用下，持续向上发育，煤层两壁处剪切破坏严重，随着开采步长的增加拉应力区域也随之扩张。此时的破坏区最大高度达到74m(图2c)。围岩遭受拉应力的范围扩大，拉应力最大值也有小幅增加，达到0.60MPa，最大压应力增加至42.32MPa(图2d)。当工作面推进至200m时，采空区上覆岩层塑性破坏区发育高度不再有明显增加，覆岩破坏的范围已基本稳定，破坏区高度稳定在107m左右(图2e)。采空区上方以剪切破坏为主，下部拉伸破坏与剪切破坏共存。与上一步开挖相比，最大拉应力小幅增加，最大压应力基本保持稳定(图2f)。整个工作面上覆岩层塑性区破坏大致呈“马鞍形”分布。导水裂隙带高度以“马鞍形”两端的高度为准。

由上述模拟过程分析结果，可以直观表现出煤层开采后，上覆岩层的破坏过程，通过岩层塑性破坏区和应力云图，可以分析出导水裂隙带的发育高度。煤层开挖之后，围岩应力释放，采空区上部主要承受拉应力，形成“拱形”拉应力集中区，拱脚处承受上部荷载，成为压应力集中区域。随着工作面的不断推进，顶板岩层逐渐失稳冒落，在煤岩壁两侧形成剪切破坏区域。在工作面推进过程中，塑性破坏区呈现出两边高、中间低的“马鞍形”破坏区，随着工作面的不断推进，采空区空间不断扩大，上覆岩层垮落高度持续向上发育，最终发育至中粒砂岩层。从模拟结果看，模拟区煤层采高4.5m，塑性破坏区最大高度107m，以塑性破坏区最大高度为导水裂隙带高度，则裂采比为23.78。

图2 基于FLAC3D模拟的覆岩运移特征Figure 2 Overlying strata movement characteristic based on FLAC3D simulation

3)压水试验。2019年6月，在井田南翼3-1煤层11-3103工作面辅助运输巷第15联络巷采用双端封堵压水试验探测裂高。设计观测钻孔T1、T2、T3平面剖面轨迹，不同测点注入总水量变化对比曲线见图3。

图3 不同测点注入总水量变化对比曲线Figure 3 Comparison of total water injected in different measuring points

由图4可以看到T1钻孔在垂高90m、116m、122m处，注入水量较小，裂隙不发育；其他测点注入水量相对较大，裂隙相对发育，其中垂高110m注入水量最大，从垂高110m之后地层注入水量明显减少。T2孔在垂高64m、106m处，注入水量较小，裂隙不发育；其他测点注入水量相对较大，裂隙相对发育，其中垂高78m注入水量最大，从垂高106m之后地层注入水量明显减少。T3孔为T1和T2注水量对比孔，共测试3个点，分别为孔深30m、32m、150m，垂高21.2m、22.6m和106m，注入钻孔水量都较小，说明地层裂隙不发育。根据T1和T2钻孔压水试验结果，对比T3钻孔进行分析，最终确定煤矿3-1煤采后导水裂缝带最大发育高度为110m。

综合以上井田南北两翼“两带”高度综合测试结果得出，3-1煤层回采后塑性破坏区基本呈“马鞍形”，最大导水裂缝带高度为106～110m，按照煤层采高换算垮采比为4.22～4.83，裂采比为23.78～24.37，导水裂隙带处在直罗组底部砂岩含水层的细粒砂岩和中粒砂岩界面位置。

2.2.2 上下煤组充水含水层确定

根据煤层采后导水裂缝带分析，3-1煤采后导水裂缝带发育高度最大为110m，通过各含水层底板与煤层顶板距离分析，直罗组底部距离3-1煤顶板47.0～110.2m，大多小于110m；安定组底部距离3-1煤顶板199.39～327.30m，大于110m；白垩系底部距离3-1煤顶板257.44m～397.41m，大于110m；第四系底部距离3-1煤顶板676.55～708.40m，大于110m。

综上分析认为，3-1煤层回采后，位于导水裂缝带发育范围内的3-1煤顶板延安组砂岩含水层、2-2煤顶板延安组砂岩含水层和直罗组底部砂岩含水层为工作面直接充水含水层；位于导水裂缝带发育范围以外的直罗组中上部砂岩含水层、安定组砂岩含水层、白垩系砂岩含水层、第四系松散层含水层为工作面间接充水含水层；2-2煤层工作面回采后，位于导水裂缝带发育范围内的直罗组底部砂岩含水层为工作面直接充水含水层；位于导水裂缝带发育范围以外的安定组砂岩含水层、白垩系砂岩含水层、第四系松散层含水层以及大气降水均为工作面间接充水含水层，因此可以得出顶板直罗组底部砂岩含水层是上下煤组(3-1、2-2煤)共同的直接充水含水层。顶板各含(隔)水层与3-1煤、2-2煤的相对位置关系如图4所示。

2.2.3 基于大流量放水试验的疏放效果评价

为研究3-1煤层疏放后，疏放效果在平面上所产生的影响范围大小，是否波及2-2煤工作面回采范围，2016年6月14日至6月24日，在门克庆矿井11-3101工作面切眼附近600m范围内，组织开展基于大流量放水试验的疏放效果评价，以便进一步明确放水试验产生的降落漏斗半径。

根据放水试验得出，直罗组底部砂岩含水层渗透系数为K=0.482 9m/d，通过含水层渗透系数可以看出，煤层顶板直接充水含水层具有可疏性；同时与放水区域相距2 500m的水文长观孔出现明显水位降深。试验研究表明， 放水试验产生的降落漏斗半径超过2 500m，通过11-31011工作面疏放水及工作面回采可以实现对11-2201工作面顶板水疏水降压目标。

图4 顶板含(隔)水层相对位置示意Figure 4 Schematic diagram of the relative position of roof containing (separated) water layer

2.2.4 立体防控技术可行性分析

通过基于综合测试的“两带高度”探查研究确定，3-1煤层回采后，位于导水裂缝带发育范围内的3-1煤顶板延安组砂岩含水层、2-2煤顶板延安组砂岩含水层和直罗组底部砂岩含水层为工作面直接充水含水层，2-2煤巷道掘进和开采的直接充水含水层是顶板直罗组底部砂岩含水层，直罗组底部砂岩含水层是上下煤组(3-1、2-2煤)的共同直接充水含水层；同时通过井下大流量放水试验得出，放水试验降落漏斗半径超过2 500m，通过3-1煤采前疏放水与采后导水裂缝带泄水降低直罗组砂岩含水层水位，可实现对11-2201工作面顶板水的疏水降压目标，综合以上可以得出，近距离煤层顶板水害立体防控技术在理论是可行的。

3 技术应用

根据近距离煤层水害立体防控技术构架，2016年5月至2020年1月，按照低位邻面截流→上下煤层综合精细探查→下煤层采前疏放及采空区疏放→上煤层采前疏放→疏放效果评价的立体防控实施步骤，在内蒙古呼吉尔特矿区11-31011、11-2201工作面开展技术应用实践。

3.1 低位截流布局

根据目前呼吉尔特矿区水文地质研究，该区域侏罗系安定组底至2-2煤顶的含水层裂隙水自然流场方向为自西北至东南方向[14-15]。11-31011工作面位于11-2201工作面的西侧，11-31011工作面顶板水的疏放可以起到在来水方向干扰11-2201工作面顶板砂岩水的补给，达到对其工作面的截流疏水降压工作(图5)。

图5 工作面低位截流布局示意Figure 5 Schematic diagram of the low-level interception layout of the working face

3.2 上下煤层综合精细探查

2016年5月，通过采用井下瞬变电磁探测，在11-3101工作面带式输送机巷、2号回风巷、切眼、主回撤通道内分别布设4条测线，对11-3101工作面顶板进行富水性探查。通过对工作面顶板+30m、+40m、+50m、+60m、+70m及+80m瞬变电磁探测水平切片分析(图6)，得出下煤层工作面顶板相对富水区域综合分布情况。待下组煤顶板钻孔疏放及采空区水疏放完毕后，采用井下瞬变电磁探测进行上组煤井下富水性探查工作，对上组煤2201工作面顶板+20m、+30m、+40m、+50m、+60m、+70m、+80m、+90m及+100m瞬变电磁探测水平切片图分析，得出工作面顶板相对富水区域综合分布情况。

3.3 下煤层采前疏放及采空区疏放

按照上下煤组顶板水疏放的实施步骤，先对下煤层3-1煤11-3101工作面顶板实施疏放水工程，共设计钻场30个。通过对3-1煤富水异常区的疏放，11-3101工作面顶板水得到有效疏放，达到了疏水降压，削峰平谷的目的；同时，通过工作面采空区对工作面顶板含水层进行顶板水疏放。

11-3101工作面自2016年6月开始开展顶板疏放水，2016年10月，该工作开始回采。截至2019年7月底，该工作面顶板水持续疏放，经统计累计疏放水量达2 659.3万m3。

3.4 上煤层采前疏放

通过11-3101工作面回采及顶板疏放水，2201工作面顶板水压有所下降，尤其工作面切眼附近，由于其隔水层较薄，顶板砂岩水延巷道顶板裂隙不断疏放，2018年1月，对2201工作面巷道超前探阶段施工的顶板孔水压、水量进行了再统计，统计数据具体见表1、表2所示。

图6 11-3101工作面顶板+80m瞬变电磁探测水平切片Figure 6 Horizontal slice of 11-3101 working face roof and 80 m transient electromagnetic detection

表1 11-2201工作面顶板疏放水钻孔水压对比

表2 11-2201工作面顶板疏放水钻孔水量对比

通过巷道掘进阶段顶板含水层探查孔与疏放后对应探查孔水量水压的对比分析如下：

1)钻孔的水压、水量都有不同程度的降低，说明提出的先开采下层3-1煤，通过其钻孔疏放水及采空区水疏放，待直接充水含水层水量、水压被疏降至可以保证2-2煤顺利回采时，再开采上层2-2煤的水害防治方案，达到了初步效果。

2)11-2201工作面顶板含水层水量、水压已下降，可进一步优化设计顶板疏放水钻孔，把水文地质分析和井下瞬变电磁探测物探圈定的富水异常区与异常层段做为作为探放水重点区段与层段。

3.5 疏放效果定量化评价

高承压含水层下近距离煤层工作面能否安全回采，其关键因素就是疏放水工作是否达到安全标准。通过建立顶板疏放水效果定量化评价指标，分别对11-3101、11-2201工作面疏放效果进行评价验证。

1)单孔涌水量。本指标基于将工作面顶板含水层静储量疏放彻底，使钻孔涌水主要来源为顶板含水层动态补给量且水量稳定，24h内，涌水量波动幅度不超过10%。根据实际生产经验，应保证疏放水段平均单孔涌水量衰减至20m3/h以下。

如图7所示，11-3101工作面除H3-4外，所有钻孔涌水量均已经被疏降至20m3/h以下，H3-4钻孔目前涌水量为23.35m3/h，接近20m3/h。认为目前疏放水成果满足第一条评价标准。

2)钻孔水压力。本条目标的主要目的是将工作面顶板含水层由高承压含水层疏降至不承压状态，即将顶板含水层水头疏降至含水层顶板以下。直罗组底部含水层顶板距离3-1煤顶板近100m左右，因此项指标评价的原则为，将工作面顶板含水层水由承压状态疏降至不承压状态；评价方法为，判定钻孔水压力是否被疏降至了1MPa以下。

由图8可以看出，所有11-3101工作面观测孔水压力均已经衰减至了1MPa以下。目前水压力最大的两个孔为向工作面外围施工的H1-4和H1-5两个钻孔，水压力均为1MPa。分析认为，目前疏放水成果满足第二条评价标准。

3)静储量。本项指标评价的原则为，将工作面顶板含水层静储量疏放干净，达到“消峰平谷”的目的，有效减小采后涌水量。评价方法有两种，第一种为判定钻孔涌水量是否达到了稳定状态，第二种方法为对比预测的静储量与实际疏放的静储量，看静储量是否被疏放干净。

钻孔涌水量变化过程分析：以11-3101工作面H3钻场的钻孔为例(图9)，从钻场钻孔涌水量变化曲线来看，目前钻孔涌水量已经达到了稳定状态，表明顶板含水层静储量已经基本被疏放彻底，目前钻孔涌水量主要为动态补给量。从疏放水静储量计算来看，根据矿井水处理站统计资料，集中放水阶段放出的静储量为30.5万m3，经预测11-3101工作面切眼附近600m范围内顶板含水层静储量为24.46万m3，小于疏放出的水量。因此认为工作面里段600m范围内静储量基本已经疏放彻底。

图7 11-3101工作面疏放水钻孔终孔水量与目前水量对比Figure 7 Comparison of the final water amount and the current water amount of drainage boreholes in 11-3101 working face

图8 11-3101工作面钻孔终孔水压与目前水压对比Figure 8 Comparison of the final water pressure and the current water pressure of drainage boreholes in 11-3101 working face

图9 11-3101工作面H3钻场钻孔涌水量变化曲线Figure 9 Variation curve of water inflow in H3 drilling field of 11-3101 working face

根据上述三项标准，继续对11-2201工作面是否满足安全回采评价标准进行评价，有一条不符合标准，则认为11-2201工作面，顶板含水层未被疏降至安全标准。

矿井在11-2201工作面顶板累计施工8个钻场和23个钻孔，经过近6个月的持续疏放，11-2201工作面已施工的23个钻孔总涌水量降为31.67m3/h，平均涌水量1.38m3/h，最大的一个钻场3个钻孔涌水量仅为8m3/h，单孔平均涌水量2.67m3/h，所有钻孔涌水量均达到5m3/h以下，达到评价标准。说明2-2煤顶板含水层已经被疏降至安全状态，满足安全回采评价标准，具备安全回采条件。

3.6 防治水效果

针对高承压含水层下近距离煤层顶板水害防治问题，从安全采掘条件、水害立体防控可行性、疏放目标层精细探查、低位超前布局掩护疏放水技术、疏放效果定量化评价角度进行了系统全面研究，并通过矿井11-3101、11-2201工作面安全回采对高承压含砂体下近距离煤层顶板水害技术体系进行了有效性验证，实现了高承压含水层下近距离煤层顶板水害的“层组立体防控、区域综合治理”，形成了一套高承压含水层下近距离煤层顶板水害技术体系。通过实践成功解决了11-2201工作面的回采安全问题，解放受水害威胁的煤炭资源共103万t，最终实现了矿井的安全开采。

4 结论

1)针对近距离煤层顶板水害特征，按照“断源截流、分区防控、层组治理”的思路，通过“低位超前布局掩护疏放技术”、上下煤组结合的综合精细探查技术，在精准确定顶板砂岩疏放靶区的基础上，对下煤层开展超前疏放水工作(掘进阶段超前探放水、回采前的分段疏放水、回采中泄水巷泄水、回采后采空区自然疏放水)，实现下煤层安全生产的同时，可避免上煤层近“探”近“放”所带来的水害威胁。

2)3-1煤层回采后塑性破坏区基本呈“马鞍形”，最大导水裂缝带高度为106～110m，垮采比为4.22～4.83，裂采比为23.78～24.37，导水裂隙带处在直罗组底部砂岩含水层的细粒砂岩和中粒砂岩界面位置，直罗组底部砂岩含水层是上下煤组(3-1、2-2煤)共同的直接充水含水层。

3)“低位超前布局掩护疏放技术”是近距离煤层顶板水害立体防控能否实现的核心关键。通过基于综合测试的“两带高度”探查和井下大流量放水试验得出，上下煤组(3-1、2-2煤)开采直接充水含水层为同一层含水层，3-1煤回采后疏降半径能够波及2-2煤工作面，研究表明近距离煤层顶板水害立体防控在技术理论上是可行性的。

4)针对高承压含水层下近距离煤层顶板水害防治问题，从安全采掘条件、水害立体防控可行性、疏放目标层精细探查、低位超前布局掩护疏放水技术、基于“单孔涌水量、钻孔水压力、静储量”的疏放效果定量化评价角度进行了系统全面研究，并通过矿井11-3101、11-2201工作面安全回采对高承压含砂体下近距离煤层顶板水害技术体系进行了有效性验证，实现了高承压含水层下近距离煤层顶板水害的“层组立体防控、区域综合治理”。