多水源工作面涌水分析

多水源工作面涌水分析

陈大林王印楚波

山东能源枣矿集团蒋庄煤矿山东滕州277500

摘要：蒋庄煤矿南十一采区首采面3上1105工作面回采过程中出现涌水，最大涌水量达到270m³/h。分析认为工作面涌水来源为3处，分别为3煤顶板砂岩水、侏罗系砾岩水、三灰水。本文对3上1105工作面涌水来源进行分析，并对3上1105工作面涌水对3下1105工作面开采的影响进行评估。

关键词：多水源；水质化验；钻孔水位

Morewaterfacewateranalysis

ChenDalin，wangyin，chubo（shandongenergyzaokuanggroupJiangZhuangcoalmine277500）.

Abstract：JiangZhuangminesouth11miningareaoffirstsurfacewaterappearedintheprocessof3in1105miningface，thelargestwaterinflowof270m³/h.Thinkwatersourceforthreeface，3coalroofsandstonewaterrespectively，theJurassicconglomeratewater，threegreywater.On1105faceinthispaper，thethreewatersourcesisanalyzed，andthe31105faceinwatertoevaluatetheinfluenceofthe1105workingfaceminingunder3.

Keywords：water；Waterqualitytests；Boreholewaterlevel

一、3上1105工作面水文地质情况简述

3上1105工作面所在3上煤层，向上为3煤顶板砂岩含水层、侏罗系砾岩含水层，向下为三灰含水层。3煤顶板砂岩含水层，含水层厚度约56m，单位涌水量0.000004～1.244L/（s.m），富水性弱～强；3上煤距侏罗系底界160.05～172.09m，侏罗系砾岩含水层单位涌水量0.00001～1.483L/（s.m），富水性弱～强；三灰含水层，距离3上煤层约70m，单位涌水量0.00002～3.245L/（s.m），富水性弱～强。

3上1105工作面所在区域东为尹家洼断层，南为李集断层，西及西北为刘仙庄断层，为一封闭的水文地质单元，煤层埋藏深度-410m～-510m，各含水层水没有得到疏放。

3上1105工作面临近刘仙庄断层（倾向SEE，倾角60°～70°，落差H=50m～130m，分级错动），刘仙庄断层留设30m保护煤柱。

2016年3月开始对3上1105采空区积水进行探放。1#放水点透点靠近3上1105材探巷三灰出水点，2#放水点透点为3上1105积水区最低点。

二、3上1105工作面涌水来源分析

（一）三灰水

2015年1月1日，3上1105材探巷掘进过程中揭露刘仙庄支断层（H=50m），3上煤层对口断层对盘的二灰。沿断层面出现涌水，涌水量10m³/h。通过对涌水进行水质化验，分析认为是三灰水。在3下1105材对3上1105采空区积水探放完毕时，1#放水孔取水样化验，倾向认为是三灰水。

（二）3煤顶板砂岩水

2015年5月17日，3上1105工作面回采至距离切眼140m，工作面长52m时，采空区出现涌水，最大涌水量270m³/h。工作面涌水迅猛。通过水质化验确定水源为3煤顶板砂岩水。5月21日工作面涌水迅速减小，降为40m³/h。工作面顶板砂岩基本顶冒落后出现涌水，涌水时间短，涌水量大，符合3煤顶板砂岩的出水特征。

（三）侏罗系砾岩水

蒋庄煤矿侏罗系砾岩水位赵庄北、南荒西观测孔水位标高约-30m（2016年7月），相邻矿井付村煤矿侏罗系砾岩水位-70m，高庄煤矿侏罗系砾岩水位-80m。而我矿南十一采区侏罗系砾岩观测孔水2015-2孔水位为-140m（2016年7月）。且我矿南十一采区侏罗系砾岩观测孔水位持续下降，2016年月水位降低平均1.4m。侏罗系砾岩含水层水位下降幅度较大，含水层含水丰富，能释放水量较大。

3上1105采空区持续涌水（40m³/h），在3下1105材对3上1105采空区积水进行探放后，涌水量依然维持为40m³/h。目前1105工作面涌水量已超过百万立方米，矿区内仅有侏罗系砾岩含水层有如此大的储水量。分析认为是3上1105工作面出水前期为顶板砂岩水，后期为3上1105工作面的回采导致刘仙庄断层活化，本盘侏罗系砾岩水通过刘仙庄断层进入3上1105采空区。

三、导水通道分析

三灰及3煤顶板砂岩水涌水水源明确，导水通道明确，现仅对侏罗系砾岩水导水通道进行分析。在确定侏罗系砾岩水为涌水水源的前提下，刘仙庄断层做为导水通道的可能性较大，通过对3上1105采空区积水的疏放，发现3上1105采空区涌水点仅位于3上1105工作面里段靠刘仙庄断层侧，3下1105材1#放水点、2#放水点正常疏放3上1105采空区动水时，1#放水点动水量10m³/h（3上1105探材揭露二灰层位时出水，水源为三灰），2#放水点动水量30～40m³/h。由此更加确认3上1105采空区涌水的导水通道为刘仙庄断层。

但是根据掘进期间对刘仙庄断层的探测情况，3上1105工作面里段留设煤柱30m较为合理，理论上不会出现断层水的威胁。通过分析发现3上1105切眼处施工了探巷，探巷揭露了落差H=50m的刘仙庄次级断层，采动应力的影响使侏罗系水通过刘仙庄断层进入3上1105切眼探巷，之后进入3上1105工作面。

四、3上1105采空区涌水对3下1105工作面回采的影响：

已经确定涌水的来源及通道，在3下1105工作面回采过程中，现有涌水将会持续。现对3下1105工作面回采，是否会导致刘仙庄断层再次活化涌水增大进行分析。

3下1105工作面所在盘3下煤层对口对盘三灰至奥灰上部的层位。3下煤层刘仙庄断层留设50m宽防隔水煤柱。根据70°岩移角进行计算，3下1105工作面回采冒落影响范围不大于3上1105工作面回采影响范围，所以3下1105工作面的回采不会增大通过刘仙庄断层导入的侏罗系水。

3上1105工作面开采时3上煤刘仙庄断层防隔水煤柱留设宽度为30m，3下1105工作面开采时3下煤刘仙庄断层防隔水煤柱留设宽度为50m。3上1105工作面回采后侏罗系砾岩水涌入量为50m³/h，分析认为3下1105工作面回采后侏罗系砾岩水的涌入量将会不变，预计正常涌水量为40m³/h，最大涌水量为50m³/h。

五、3下1105工作面开采验证情况

3下1105工作面2017年1月2日开始回采，2017年6月上旬回采结束。工作面涌水未出现突然增大现象，工作面最大涌水量在40m³/h。

3下1105工作面涌水情况证明了上述对3上1105工作面涌水来源及导水通道的分析是正确的，对3下1105工作面开采受上部采空区涌水影响大小的预测是准确的。