东滩煤矿煤层底板岩层阻水能力试验研究.pdfVIP

煤矿现代化 2015年第3期 总第126期 东滩煤矿煤层底板岩层阻水能力试验研究 张维建。张新武，张 冬 (兖州煤业股份有限公司 东滩煤矿，山东 邹城 273512) 摘 要 底板岩层压水试验能够获得可靠的底板岩层阻水能力实测数据，为深部煤层开采底板岩层 阻水能力提供量化依据 ，对东滩煤矿深部煤层底板岩层进行压水测试，获得 了大量的实测数据并依此 计算出岩层的渗透系数。试验结果表明测试底板岩层段在原始状态下的渗透性很低，阻水能力较强。 研究结果可为矿区深部工作面的安全开采提供重要的参考依据。 关键词 煤层底板；阻水能力；渗透性；压水试验 中图分类号 ：TD742．2 文献标志码 ：B 文章编号 ：1009—0797(2015)03—0082—05 兖州矿区深部煤层 (16 、17煤层)底板发育有 涌水量逐渐减少。 太原组十四灰、奥灰两个区域性含水层，16 、17煤 十三灰含水层厚0～l1．89m，平均 7．05m，厚度 与这两个含水层间隔厚度较小，底板阻水性能力较 变 化较 大 (图 1b)，单 位 涌 水 量 O 弱，已成为影响下组煤安全开采 的最主要不利因素 。 0．00032Us·m；水质类型为HCO 一Na．Ca型，此含水 目前东滩煤矿主采 3煤，随着 3煤资源量的减少 ，东 层的富水性极不均一，整体富水性弱，渗透性差，为 滩煤矿马上面临深部煤层开采的问题，由于深部煤 下组煤回采时的间接充水含水层。 层底板近距离分布有太原组十三 、十四层灰岩和奥 十四灰含水层厚0 16．89m，平均8．34m，厚度变 陶系灰岩三个富水性较好的含水层，因此，煤层底板 化较大(图 le)，单位涌水量0．0000014 0．00065Us· 带压开采的水害防治问题突出。煤层底板岩层对防 m；水质类型为 HCO 一Na型，此含水层的富水性极 止底板承压含水层突水起着重要的作用，而底板岩 弱，渗透性差，径流条件差。为下组煤回采时的直接充 层的阻水能力 (渗透性)是评价底板突水危险性的一 水含水层。 项重要指标 l_【3】。因此，明确底板岩层的阻水能力对于 奥陶系灰岩含水层岩性为灰 、青灰色厚层灰岩， 深部煤层安全开采十分重要 4[1。但 由于现场压水试 致密坚硬，间夹黄色泥质灰岩，属岩溶裂隙承压含水 验，特别在煤矿巷道中的测试方法环节繁琐 、工艺复 层。井 田内共有 18个钻孔揭露奥灰，最大揭露厚度 杂，且技术要求严格，因此压水试验数据积累较少， 105．18m，奥灰上距 17煤 56．93～63．74m，平均为 迄今兖州及周边矿区尚未有深部岩体现场压水实验 60．70m。单位涌水量0．00018～0．038Us·m，水质属 数据Il_ 。基于此 ，东滩煤矿选择东翼第一回风巷中 HCO，一K+Na型，矿化度0．435～3．857~L，奥灰含水层 进行隔水层段阻水能力的现场实测研究 ，为底板阻 的富水性在平面分布及垂直上存在差异 ，主要受构 水能力评价提供量化依据，进而为东滩煤矿及周边 造裂隙、岩溶裂隙发育程度的控制。本井 田奥灰补 、 各矿地质条件相似矿井深部煤层安全开采提供可靠 径、排条件较差，水压大，水位埋藏浅。 的技术支撑 1 煤层开采水文地质条件 1．1 含水层 东滩煤矿对深部煤层开采造成影响的含水层主 要有十下灰 、十三、十四灰及奥陶系灰岩含水层。 十下灰岩溶裂隙承压含水层厚 1．00～7．53m，平 均 5．30m(图 la)，岩性为深灰色灰岩，致密坚硬 ，单 位 涌 水 量 00．000045Us·m，水 质 属 HCO一Na型水含水层的富水性极不均一。十下灰是 16E