e7究——以河南煤化焦煤集团古汉山矿为例

1概况

古汉山矿项目于1991年开工，2003年11月正式投产。

该矿井设计生产能力为120万吨/年。古汉山矿不仅具有水大、瓦斯大的特点，而且该矿的开采深度较大，矿压问题较突出。矿区地层有中奥陶统马家沟组、中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二迭统山西组和下石盒子组、上二迭统上石盒子组下段和上石盒子组上段、平顶山组、石千峰组和第三、第四系。古汉山井田位于太行山南麓，为一总体向南东倾斜的单斜构造。地层走向43°，倾向133°，倾角9°～19°；有11条大断层；走向以北东和北西向为主，均为高角度正断层。井田内落差较大的断层大部分位于井田的边界，仅团相断层及其支断层和小凤凹断层位于井田中部。断层规模小，方向性明显。采掘揭露的断层除有1条落差为7m 外，其余落差均小于3m。断层的走向、倾向均具有明显的方向性，断层走向以NEE 向和近EW 向为主，少量SN 向及NW 向。断层倾向以SSE、NNW 为主，且SSE 向最为发育。断层走向、倾向相同的断层近似等距成组出现。地层沿倾向、走向有宽缓的波状褶曲。

2水文地质条件

2.1充水因素

本井田二1煤层上距第三、第四系底界平均为290.93m，

一般情况下，第三、第四系孔隙水对矿床影响不大。二1煤层顶板砂岩裂隙水，补给与径流条件较差，富水性弱，况且受浅部矿井长期排水影响，水位、水量有所减少，易疏干，一般不

会引起矿床突水。

L 8灰岩水是二1煤层底板的直接充水含水层。随着开采深度、矿压、构造变化，L 2、O 2灰岩水也成为主要的矿井突水防治对象。

2.2突水点特征

自建井投产至2006年8月底，全矿共发生大小突水26次。按最大突水量分有：小于1m 3/min 的14次、1～5m 3/min 的10次、大于5m 3/min 的2次；按充水水源分有：顶板砂岩裂隙水3次、L 8灰岩岩溶裂隙水22次、老塘水+老空水1次；按充水通道分有：断层带1次、顶板裂隙3次、底板底鼓或裂隙22次。

2.3水文地质条件

井田西部与九里山矿以界碑、方庄2个断层之间的地堑为界，两边水力联系甚微（指L 8、L 2、O 2灰岩含水层）。井田东部以内升外降、落差大的赤庄断层为界，岩溶裂隙含水层与区外含水丰富的第三、第四系冲洪积层广大接触。

受构造的控制与影响程度不同，井田内各处的水文地质条件亦不一样。24线以西断裂不发育，水文地质条件比较简单。24线与32线之间，构造相对两侧较发育，水文地质条件亦较复杂。团相断层与F 60断层尖灭之间的地带，是地下水活动的有利地段。

由于团相断层与地下水运动方向斜交，南盘砂泥岩相对阻水，因此该断层的北侧是地下水富集的有利部位，亦是地下水向深部运动的良好通道。

【摘要】文章通过对焦煤集团古汉山矿水文地质条件、矿井突水的原因及注浆堵水效果的分析，阐述了针对不同

的突水类型应采取的相应治理方法与防治水措施。【关键词】含水层；充水因素；注浆；治理【中图分类号】TD745【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2010）10-0064-03

煤矿防治水措施研究

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—以河南煤化焦煤集团古汉山矿为例杨连云

（河南煤化焦煤集团职教中心，河南焦作454100）

【作者简介】杨连云（1965—），女，河南焦作人，河南煤化焦煤集团职教中心地质讲师，从事煤矿地质教学工作。

A Study on Preventative Measures against Water at Coal Mine

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—With the Example of Guhan Mountain Mine of Henan Coal Chemical Coking Coal Group YANG Lian-yun

【Abstract 】Through analyzing hydrology geological conditions of Guhan Mountain Mine of Coking Coal,the reasons respon-sible for water inrush of mine well and the results of grouting and ponding,the article expounds the related countermeasures against this kind of water inrush.

【Key words 】aquifer;filling factor;grouting;cope with

2010年第10期（总第280期）NO.10,2010（Cumulatively NO.280）

企业科技与发展

Enterprise Science And Technology ＆Development 应用技术Applied Technology

位村矿投产至今，工作面回采时未有大的突水发生。目前，矿井涌水量为4m3/min，水文地质条件相对较为简单；古汉山矿一一采区回采过程中多次发生底板突水，水文地质条件较为复杂，目前矿井涌水量为40m3/min。

从漏水钻孔分布情况看，除井田浅部漏水孔较多外，主要沿魏村和小凤凹断层的北侧分布。

古汉山井田L8灰岩水位下降主要与浅部吴村、白庄煤矿排水有关，与九里山矿排水关系不大。

L8灰岩含水层在原始状态下岩溶不是十分发育。L8灰岩含水层虽然水压较高，但隔水层厚度（L8灰岩距二1煤底板距离）在焦作矿区来说相对较厚。L8灰岩的出水点除极个别点外，出水点水量较小。L8灰岩出水后，地下水水位大幅度下降。从L8的原始水位到2006年7月31日前的水位及水量看，对L8灰岩水可以用疏干的方法治理。L8灰岩含水层的这些特点可能与古汉山矿四周补给条件不是很好有关。

L2灰岩和O2灰岩含水层间距很小，可看作一个含水层。此含水层水量较大，不能用疏干法进行治理，必须用注浆堵水方法治理。如果O2灰岩和L2灰岩含水层发生突水，它可以补给L8灰岩含水层，使L8灰岩含水层水量加大，水压升高。这2个含水层均存在潜伏的水头，或者说这2个含水层的水可以顺着构造裂隙带到达L8灰岩含水层甚至二1煤底板。这种潜伏的水源可与由于矿压破坏产生的底板裂隙沟通，从而形成突水。

古汉山矿L8灰岩含水层的突水性存在不均衡现象，在大部分地区对L8灰岩含水层底板进行加固时注入材料不多，但在局部地区却能注进大量材料。如11011工作面加固就注入不少材料，这与补给条件有关。此工作面上部的吴村矿曾发生过L8灰岩含水层突水事故，突水量达40m3/min。因此，在这些地区应更加重视防治水工作。

古汉山矿O2和L2灰岩含水层的突水也存在不均衡性。因为这2个含水层距离二1煤较远，在岩层完整情况下，或者说在裂隙不发育情况下是不会发生突水的。因此，要想防止这2个含水层突水，就必须通过采用各种手段来找到这种通道裂隙。

古汉山矿的矿压大是影响防治水工作的重要因素。在工作面回采前，往L8灰岩含水层无法注入材料，而在工作面回采后，由于矿压造成破坏而产生了大量的裂隙通道，因此，这时便能注入大量材料。在其他矿，顶层工作面在回采时如果不出水，下层工作面就不会出水。而古汉山矿则打破了这一规律，在回采第二层煤时仍会产生新的出水点，这可能与古汉山矿的矿压大有关。

3突水分析

3.1突水资料

2005年4月15日，11091工作面下风道220～240m处巷道上帮底板鼓起出水，出水点不集中，水量为0.4m3/min。2005年5月15日，11091工作面开始回采，2005年5月30日1时左右，工作面回采至下风道718m，上风道546m，回采面积3360m2时，在工作面切眼距槽头5～10m范围内老塘侧底板鼓起0.5～0.8m，沿老塘底板出水，出水点分散，下风道老塘侧也有少量出水，突水水量为0.3m3/min。2005年6月15日3时左右，11091工作面回采至下风道694m，上风道522m时，在工作面切眼距槽头20～25m范围内老塘侧底鼓出水，沿老塘底板出水，出水点分散，下风道老塘侧也有少量出水。2005年6月13日，11091工作面上风道槽尾处上帮底板开始出现渗水，随后水量增加。2005年6月15日，水量增至1.5m3/min后逐渐稳定。2005年7月5日，11091工作面槽尾处底板鼓起出水，工作面水量增至4m3/min。2005年7月5日，11091工作面槽尾处出水点断流。2005年7月6日，切眼内槽尾向下30m开始有出水点，工作面总水量为3.8m3/min。2005年7月8日，11091工作面推进至老切眼东帮，下部35m 范围内老塘侧煤层底板鼓起2m高，原底板加固1－1钻孔孔口套管断裂，孔内出水量为0.1m3/min。槽头向上35m处老塘侧底板出水量为0.3m3/min（可能是2-1孔漏水，因2-1孔施工时水量0.56m3/min，注浆量224m3）。此时，工作面总水量为4.8m3/min。2005年9月18日23时，11091工作面采至下风道468m处时，发生煤层底板突水。突水点位于工作面槽头及向上49m老塘侧两处，突水量分别为0.8m3/min和0.7m3/min。2个出水点中间煤层底板鼓起，有零星出水。此时工作面总水量为2.92m3/min（东泄水巷5-3孔打开后水发黑，水喷至洞口，水量约1.5m3/min）。2005年10月13日15时30分左右，11091工作面采至下风道415m处时，发生煤层底板突水，突水点位于工作面槽尾向下30m处老塘侧，出水量0.8～1.0m3/min。突水点向下5m底板鼓起，有零星出水，因有流水看不到出水点的准确位置。此时，下风道老巷流水略有减少，工作面总水量为2.9m3/min。2006年6月20日，11092工作面开始回采，2006年7月14日14时，东泄水巷密闭墙内水量增大，水量为6.8m3/min，增加了3.4m3/min。突水点位于东泄水巷4号钻场偏上帮（2006年7月31日密闭墙打开后观测），但工作面内未见突水，正常回采。随着工作面的推进，东泄水巷水量增加，2006年7月20日，东泄水巷水量为8.8m3/min。2006年7月20日6时，11092工作面发生了突水，突水点位于槽头上30～40m，水量不大。2006年7月22日水量增大，此时工作面内有3个出水点，分别位于槽头上25m、26m和40m处，出水量约分别为1.0m3/min、1.0m3/min和2.0m3/min。2006年7月23日，工作面停产，此时上风道推进58.7m，下风道推进72.4m，东泄水巷水量增大到16.7m3/min。此间，13辅助回风巷口向里40m左右，巷道底鼓严重，顶板淋水增大，流水量增加，估计该段巷道底板有新的突水点，由于流水覆盖突水点，因此无法确定突水点的具体位置。2006年10月31日上午1时左右，11072工作面突水，己回采长度160m，突水点位于工作面上风道拐弯处。突水时煤层底板鼓起，突水量预计为9m3/min。突水后工作面被迫停采。2007年8月8日上午10时30分左右，11092东工作面回采至上风道17m、下风道13m处，煤层底板发生突水。突水点位于切眼内槽头向上10m处，随后逐渐上移，于12时稳定在34~35m处，水量为0.3～0.4m3/min。此时，东泄水巷内2个原来基本无水的泄水孔也有水流出，水量约1.1m3/min。2007年8月8日10时，