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浅谈受底板威胁工作面开采防治水措施综合利用 　　【摘要】山东新查庄矿业有限责任公司下组煤开采受底板承压水严重威胁，通过多年探索采用物探、钻探查明水文地质条件，采用高压注浆改造将徐家庄灰岩及奥灰顶部改造为有效隔水层，利用双降技术控制水压对工作面底板的破坏，保证受水威胁工作面安全回采。 　　【关键词】受水威胁；强含水层；注浆改造；双降技术 　　一、新查庄公司矿井水文地质特征 　　新查庄公司已有40年的开采历史，是一个水文地质条件极为复杂的矿井，由于断裂构造发育，一方面使奥灰含水层以垂直或水平测向等多种方式补给五灰，造成奥灰与五灰水力联系极为密切，局部地段有可能成为一个含水体；另一方面破坏了工作面底板岩层的完整性，造成局部地段底板破碎，在矿压、水压的作用下易发生底板突水。随着开采标高的降低，采动矿压对底板的破坏深度加大，水压逐渐增高，底板突水系数增大，深部水文地质条件不清，岩溶裂隙网络发育不均一，与导水构造出水的可能性较大，同时因裂隙连通性差，导致注浆改造难度增加，加之五灰、奥灰间距小，生产过程一旦五灰突水，很可能导致奥灰突水，对矿井威胁严重，为确保矿井的安全生产，防治深部采区下组煤的安全开采迫在眉睫。 　　二、新查庄公司矿井主要含水层 　　（1）五灰含水层（徐家庄灰岩）：厚5.5～10.58m，平均8.7m，质纯、致密坚硬，为灰色质纯致密厚层状细粒结晶灰岩，岩溶裂隙发育，单位涌水量为0.0017～16.12L/s.m，上距8层煤22.5～41m，平均33m，下距奥灰1.41～14.54m，一般10m左右，因迳流条件、构造等因素的影响，富水性不均一， 具有明显的块段性和垂直分带性，靠近井田东西边界五灰富水性相对中部强，倾向上一般向深部五灰岩溶发育趋于减弱，富水性亦呈浅大深小，但个别地段仍存在富水区，是威胁主采煤层安全开采的直接充水含水层。 　　（2）奥灰含水层：该层灰岩系煤系地层底盘含水层，层厚约800m，岩溶发育不均匀，具有成层性。根据岩性、化学成分、岩石结构、可溶性及富水性， 并结合沉积特征，可将奥灰划分为8个含水层段，其中最上一个含水层段含水量最为丰富，直接与矿井充水有关。由于地表出露广泛，直接接受大气降水的补给， 动水量十分丰富，平均为2.8万m3/h。 　　三、岩体中地下水压力作用机理分析 　　裂隙岩体中的地下水压力主要体现在静水压力和动水压力这两个方面，其作用效果使岩体结构面的强度降低。孔隙水压力作用在岩体结构面上，主要表现在三个方面： 　　（1）降低该结构面的正应力，减小摩擦力，进而降低了结构面的抗张力； 　　（2）动水压力是沿着结构面的方向，增加了结构面的下滑力； 　　（3）孔隙水压力的“水楔作用”加速了裂隙的扩展速度，进而使岩体发生破坏。 　　四、底板突水因素分析 　　通过分析历次突水事故，突水的主要因素即地质构造、含水层的富水性、含水层水头压力、矿山压力及地应力等六因素。五灰、奥灰的富水性是基本因素，构造裂隙发育和高水压是主导原因，采动矿压是促进因素，底板岩层起到阻隔作用，地应力作为附加力源。煤层底板突水的发生过程与岩石中裂纹的扩展直至破裂的过程有密切关系。随裂隙水对裂隙通道的冲刷、扩径、挤入破坏，通道不断扩大，渗流速度加快，渗流水量不断增大，从而形成突水。 　　五、 防治水技术综合利用 　　1、 防治工作主要思路 　　水患对矿井安全的威胁程度越来越大，治理难度也越来越大，，保障防治水安全就是最大的效益，为了更好地对水害进行预防和治理，保证矿井安全生产，煤层底板水害防治工作主要思路是：首先查明采区水文地质条件，包括五、奥灰的富水性与富水区域、隔水层岩性、厚度及其变化、含水层的水位（水压）、承压水的导升高度。对底板突水的危险性进行评价。并根据底板突水危险性确定治理开采方案。 　　2、 底板承压水治理措施 　　（1）帷幕截留 　　对开采区域四周布置五灰、奥灰帷幕截留钻孔，进行高压注浆改造，通过高压注浆改造，切断四周五灰、奥灰水源对开采区域的动水补给，减少开采区域外水补给造成的水害威胁。 　　（2）利用高密度电法对开采区域进行全面的探测 　　高密度电法作为一种物探技术，随着它的发展，各项技术越来越成熟，它的应用领域也愈来愈广，与传统的电阻率法相比，成本低、效率高，信息丰富，解释方便，勘探能力显著提高。利用它的高科技性对整个采区的含水层的富水性及隐伏构造的存在进行一次的全面的探查，以指导后期钻孔的布置。 　　⑶、钻探验证 　　通过对物探异常区域施工五灰、奥灰钻孔，验证区域五灰、奥灰富水性及隐伏构造为下一步布置注浆改造钻孔提供依据。 　　（4）有计划的进行放水试验 　　放水试验是获得水文地质资料的最有效手段，放水试验要实行分阶段进行放水，以便掌握区域块段的水文地质