西石门铁矿井下含水稳定岩层防治水研究

西石门铁矿井下含水稳定岩层防治水研究

赵雪1段练刚2吴成房3

1、2、3中国五矿集团五矿邯邢矿业有限公司西石门铁矿河北武安056303

摘要：地下矿山水害事故严重制约着煤炭工业的可持续发展，探索和开发地下矿山水害有效的技术方法和防治地下水害是解决这一问题的重要途径，由于西石门铁矿长期遭受周围民采矿井的非法盗采，民采矿井掠夺式的无规律、无设计私采滥挖，遗留下了大量不明采空区积水，西石门铁矿近几年井下探空、探水采用TRT、长探、短探相结合的保证深部开拓安全施工，而一个探水循环需TRT、长探共需8-24天，为了加快深部开拓施工进度，有效缩短工期，西石门铁矿对稳定岩层探空、探水作研究。

关键词：防治水；稳定岩层；空区水；探空探水

西石门铁矿现正在进行南北区深部开拓，由于西石门铁矿采矿历史较长，长期遭受周围民采矿井的非法盗采，遗留下了大量不明采空区，为了预防突水事故的发生，确保开拓工程掘进施工的安全，西石门铁矿特采用TRT6000型隧道地质超前预报系统采用地震扫描成像技术、长探和短探相结合的手段，保证深部开拓工程安全顺利施工，但由于水位以下按照逢掘必探即TRT6000测试、长探和短探相结合依次循环的施工原则进行探空、探水研究。

1以往井下探空、探水具体做法

2009年，西石门铁矿通过不断实践探索，与中国安科院、铁科院等合作，开始使用TRT6000物探技术，TRT（TunnelReflectionTomography）6000型超前预报系统采用扫描成像技术获得隧道前方的全息图，代表国际上隧道超前预报领域最领先的水平。

在需要掘进巷道工程位置利用TRT层析扫描超前地质预报系统对其探测，提交报告。其次，根据TRT探测成果解析的图像，在异常区域设计布置钻孔，利用80米长探2-3个孔完成对TRT探测成果的验证以及该巷道工程前方一定范围的探测工作，并提交总结报告；最后在每次掘进时掌子面施工短探，短探成果无异常时，再掘进巷道50米，保证30米安全超前距离，依次循环，保证深部开拓安全施工。

2稳定岩层探空、探水研究

一个探水循环需要设计80米深的验证TRT钻孔1-3个。而施工1个80米的钻孔需要8天左右的时间，一个探水循环需要8-24天左右，每1个TRT探测点需要半天时间，为了加快深部开拓施工进度，有效缩短工期，对南区-40水平北运输巷、南区-4#穿、3#、2#、6#穿、南区-120中段3#穿、南区-120水平水仓（二十三冶）等主要部分的含水稳定岩层进行探空、探水研究。

2.1南区-40水平北运输巷掌子面

推测巷道掌子面前方60m以内地质情况较好，岩体较完整；里程65-75m，巷道中心线右侧区域，可能分布裂隙或破碎岩体；里程80-88m，且主要分布于巷道中心线左侧，低阻抗异常连续分布，推测可能为连续分布的裂隙或破碎岩体引起，不排除存在空区或其它采矿工程可能。

建议对重点异常区域进行钻探验证，进入破碎带前加强短探；在保证安全的前提下，向前掘进50m后进行二次验证。

2.1.2南区-40中段北运输巷长探验证

钻位共施工钻孔1个，依次编号为TSA18，总工程量为80m。钻孔揭露岩性均为闪长岩。该孔未见水。钻探成果剖面见图4。

小结：本钻位施工的1个钻孔，共揭露岩层破碎段2个，即：钻孔TSA18揭露的1#破碎段（40.42m～57.62m）和2#破碎带（70.12m～72.62m）2个。因此，在巷道掘进到该段部位时应注意对顶板的支护。

（1）根据钻孔揭露地层现场统计，两孔上部为闪长岩，按回次统计RQD平均为40.35%，岩石质量差，岩体较不完整，裂隙发育；

（2）本次施工的2个钻孔中，底部揭露发现民采空区或采矿工程（斜井），空区位置在穿脉前方45m~70m之间，标高约为0m~-46m之间，且均未见涌水或老窿水，与TRT探测的结果基本相符合。由于巷道掘进要始终保证不少于20m～30m的超前距，根据钻孔揭露的情况，为保证施工安全，建议巷道（沿巷道中心线）可以向前掘进20m。

（3）在巷道掘进施工过程中尤其是接近空区位置时应密切关注巷道顶板和两帮岩层的地质现象变化情况，当出现异常地质现象或淋水过大时，要应立即停止掘进并采取相应的处理办法，防止安全事故的发生。

3结论

通过对西石门铁矿深部开拓上述主要部位的TRT解析成果、长探成果、工程揭露、工程勘察等方面分析，进一步研究稳固岩层中防治水技术，得出民采空区主要集中在矿体周边；在离矿体较远的下盘掘进开拓巷道时，巷道涌水主要是闪长岩裂隙水，对生产不会够成大的危害，故离矿体较远的下盘开拓工程掘进时可以减少TRT6000测试点数和钻探工程量。

项目未实施以前，通常，西石门铁矿深部开拓工程同样按照水位以下“逢掘必探”的施工原则，通常，一个探水循环需要进行1个TRT探测，一次TRT探测需要半天时间，每次测试完后，验证钻孔设计为1~3个，项目研究以后，在离矿体较远的下盘掘进开拓巷道时减少1次TRT探测和3个验证钻孔，平均可节省超前探水时间15天左右，有效地缩短了我矿深部开拓工程的施工工期，平均每年能节省100万元。

参考文献：

[1]武强，李周尧.矿井水灾防治[M].北京：煤炭工业出版社，1984

[2]侯德义，李志德，等编.矿山地质学.北京：地质出版社，1998：83-90

[3]赵苏启，武强，尹尚先.广东大兴煤矿特大突水事故机理分析[J].煤炭学报，200631（5）：618-622

[4]武强，张志，马积福.煤层底板突水评价的新型实用方法—主控指标体系的建设[J].煤炭学报，2002，27（5）：511-516

[5]牛保才，王怀新，王磊，孙书林.瞬变电磁法在三李煤矿探放水方面的应用[J].科学之友，2010，（07）：15-16.