煤矿突水灾害地质条件分析及防治措施.docx

煤矿突水灾害地质条件分析及防治措施 摘　要:根据超化煤矿矿井地质条件,结合2次突水事件,利用综合水文地质分析方法研究了矿井水文地质,分析了矿井含水层的含水性、补给条件,以及各含水层间的水力关系,提出了矿井突水原因及防治方法,为该矿深部开采突水防治提供了依据。 关键词:矿井突水;突水防治;水文地质 中图分类号:TD745+.2　　　文献标识码:B　　　文章编号:1003-496X(2006)02-0055-03基金项目:国家自然科学基金资助项目(40472084) 1　概　况 矿井突水是煤矿安全生产的重要灾害之一,突水灾害地质条件研究是解决突水防治问题的基础〔1-3〕,突水机理研究则是关键〔4-6〕。郑州煤业集团超化煤矿位于新密市城南 2　矿井地质和水文地质条件 2.1　地层煤层及地质构造超化煤矿井田属石炭系、二叠系煤系地层,共含煤8组,31个煤层。井田主采煤层为二叠系山西组二1煤层,厚度为0.19~,可采指数为95%,属极不稳定煤层。顶、底板起伏大,为砂质泥岩及泥岩,受区域性滑动影响,煤层及其顶、底板滑面发育,易冒落(表1)。井田除超化、阳台、崔庄等大的边界断层外,还揭露了多条落差以上的断层,倾向多为北偏东,倾角多在15°~20°,受区域构造的影响,发育北西向或近东西向两组断裂(图1)。 2.2　区域井田水文地质条件超化煤矿区域属低山丘陵地形,各地层出露,水文地质条件复杂,地质构造线近东西向,皱褶、断裂发育,对地下水起着控制作用,地下水类型为碳酸盐岩溶水,整体流向为自西向东。超化煤矿地表河有麻河自南向北穿过矿区,井田主要有二叠系、奥陶系和寒武系地层出露,地势南高北低。井田北至超化断层,为隔水边界;南至龟山断层,为弱补给边界;东至崔庄断层,为补给边界;西至二1煤层露头,奥灰出露,为矿井主要补给边界,受边界构造影响,井田内小构造发育。区域边缘为变质岩系组成的裂隙补给区,由于断层南升北降,东南部大量地下水补给了奥陶系含水层后又通过龟山断层的东段补给井田内各含水层(图1)。 3　超化煤矿工作面突水原因及防治措施超化煤矿下山区域地质条件和水文地质条件复杂,上山区域则简单,但整个矿井工程地质条件复杂。主要突水工作面21071、21051、22121含水性均较差,其补给水源一是赋存于煤系地层以上的顶板裂隙水和老空水,特点是裂隙水水量较小,老空水水量较大;二是赋存于煤系地层下的石炭系含水层和奥陶系含水层,其水量、水压均较大。研究表明,超化煤矿顶板含水层主要是第四系含水层,其富水程度受大气降水和地表水影响,属弱含水层;底板直接承压含水层为二1煤底板石炭系太原组7~9灰岩含水层(L7~9),距煤层最近,富水性受裂隙控制,是底板主要突水水源;底板间接承压含水层为石炭系太原组5~6灰岩含水层(L5~6)、1~4灰岩含水层(L1~4)和奥陶系灰岩含水层(奥灰),富水性均较强,其中奥灰与L1~4有较强的水力联系,L5~6和L1~4之间也有部分水力联系(表1),三者均可通过小司沟断层等导水断层相互导通并补给太原组L7~9(图1)。 图1　超化煤矿井田地质构造纲要图 3.1　21051工作面突水原因及防治措施 超化煤矿21051工作面走向长1,倾斜宽,上副巷与井田北部边界平均距离为,U型钢支架加塑料网支护,沿煤层底板掘进。16:00,21051上副巷