淮北许疃矿采动沉陷对矿井水赋存影响研究
——3220工作面为例

王 梅

（安徽省地质矿产勘查局325地质队，安徽 淮北 235000）

1 工作面简介

该工作面为32块段的上提工作面，上到-371.5m防砂柱线，下到3222工作面(已回采)，北到DF220正断层，南到工广保安柱。上、下限标高-422.93m～-374.93m，工作面走向长1199m～1219m，平均1210m，倾斜宽118m～123m，平均120m。根据3220工作面实揭及周围钻孔资料分析，工作面厚1.6m～3.2m，平均2.7m，面积145200m2，倾角8°～18°，平均15°，该工作面属简单结构。

（1）工作面地质概况。根据三维勘探资料及3220工作面掘进揭露的资料显示，该工作面共发育29条断层，对回采影响较大的有3条，其中正断层DF216，该断层对工作面走向影响50m，倾向影响贯穿整个工作面。

（2）工作面水文地质条件。地表水系不发育，仅有季节性灌溉沟渠，对该面开采无影响。工作面主要充水水源为上覆的新生界松散含水层、顶板砂岩裂隙含水层、断层的富水性。

（3）工作面工程地质特征。从地面钻孔及井下疏水钻孔实际揭露的岩性分析，工作面范围内顶板覆岩岩性主要以泥岩为主，泥岩所占比例在0%～91.25%之间，平均53.70%，强风化带厚度在3.64m～6.75m，强风化带厚度较薄，从工作面中部风巷附近10-水2钻孔RQD值分析，岩石的完整程度较好。风巷7#钻场位置顶板泥岩抗压强度23.3Mpa～51.3Mpa；细砂岩抗压强度125Mpa；中粒砂岩抗压强度41.7Mpa。3220工作面顶板覆岩类型应属于坚硬类型。

2 工作面回采对矿井水赋存的影响

（1）工作面回采前地下水赋存状况。3220风巷施工9个钻场，工作面沿推进方向风巷的基岩厚度在8#钻场（切眼）时基岩厚度最薄，约为40.20m。根据地质钻孔揭露的四含厚度情况，工作面及附近“四含”厚7.75m～21.80m，平均厚度13.17m。老顶为细砂岩，工作面内厚3.72m～8.75m，平均6.14m。根据已采块段资料分析，单位涌水0.000465L/s.m～0.0275L/s.m，渗透系数为0.00416m/d～0.133m/d，属弱富水性含水层。该含水层富水性较弱，补给来源有限，以静储量为主。工作面掘进时，仅在风巷构造发育地段及切眼位置出现了滴、淋水现象。工作面呈单斜构造，下阶段两个工作面已回采完毕，已对砂岩裂隙水进行先期疏放，3220风巷施工的疏水钻孔在施工至砂岩段时亦无出水现象，说明顶板砂岩裂隙水已基本呈疏干状态。

图1 回采以来2015观1长观孔水位变化曲线图

（2）工作面回采以来涌水量及“四含”水位变化。从“四含”水位及工作面涌水量变化分析结果来看，工作面导水裂缝带没有波及“四含”，工作面切眼位置岩柱高度为40.20m，该段导水裂缝带发育高度小于40.20m。2016年2月26日该孔“四含”水位标高-190.58m，水位下降117.84m，现日降0.12m，截至2月26日，已疏放“四含”水量约320022m3。从该组数据分析，随着钻孔数量的增加，“四含”水位下降幅度越大，疏放“四含”水量越大。综合分析，3220工作面“四含”水是可疏的，且有疏干的可能性。从2015观1“四含”水位变化曲线图1来看，工作面3月19日回采以来至4月2日第二次周期来压期间，“四含”水位整体呈小幅度上升趋势。

4月2日至4月14日，“四含”水位整体呈小幅度下降趋势。4月14日至5月6日，“四含”水位上升趋势愈来愈明显。

3 矿井水防治措施

3.1 “四含”水疏放

3220风巷施工9个钻场，共设计钻孔71个，钻探工程量5233m。本次“四含”水疏放工程从2015年5月18开始，截至2016年2月26日，风巷疏放“四含”水钻孔总涌水量72 m³/h左右，疏放水量约320022 m³。

3.2 工作面过3#钻场措施

3220工作面3#钻场位于风巷F16点前72.5m位置，为疏放“四含”水钻场，钻场内共有“四含”疏水钻孔12个，现有出水钻孔5个，最大单孔涌水量18m³/h，剩余钻孔涌水量均小于4m³/h。

（1）疏水钻孔注浆。为确保工作面顺利回采过3#钻场，采取对3#钻场所有疏水钻孔进行注水泥浆封堵。

（2）工作面限高开采。工作面采高不得大于2.5m，直至工作面收作。工作面匀速平推，每圆班不低于4.0m，不甩采。

3.3 工作面过DF216断层措施

（1）断层带注浆加固。工作面过该断层时有极大可能导致“四含”水通过该断层裂隙对工作面造成大量涌水，带来水患威胁。根据集团公司意见及许疃矿3220工作面试开采期间防治“四含”水会议纪要内容要求，特制定对DF216断层注浆、铺网等综合措施，保证工作面安全生产。依据对3220工作面“两带”的计算结果及DF216断层构造发育特征，从经济、安全迅速等诸多因素考虑，确定利用钻孔注浆的方法对DF216断层面进行注浆封堵。特定在风巷FF22点前5m位置施工一组3个注浆钻孔。钻孔均在巷道顶板位置开孔，深度以钻孔终孔位置在巷道顶板以上45m、穿过断层面10m为准。每施工完一个钻孔则对该钻孔进行注浆，注浆终止压力不小于5Mpa，注浆完成48小时之后方可施工下一个钻孔，依次循环。

（2）铺网措施。在工作面揭露该断层前10m处开始铺网，过断层10m后铺网结束，走向长度88m，倾向贯穿整个工作面。铺网开始位置：机巷J22点前31.5m、风巷F26点前7m；结束位置：机巷J20点前8m，风巷F22点前23m。

3.4 其他措施

机巷超前拦截孔出水，机巷施工前，超前拦截钻孔终孔均在裂隙带以上，确保工作面回采期间顶板基本无滴淋水，说明该工作面顶板砂岩裂隙水已基本呈疏干状态。

4 总结

随着采掘深度的不断增加，断层的导水能力可能会有所增强，工作面中断层DF216导水能力增强。针对工作面3220采动沉陷可能引发的矿井水灾害，采取相应的防治措施，“四含”水疏放；工作面过3#钻场措施；DF216断层，制定注浆、铺网等综合措施；加大工作面排水能力，建立完善疏排水系统等一系列有效的措施，保证工作面安全生产。