摘要:防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则,采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施;在矿井受水害威胁的区域,进行巷道掘进前,应当采用钻探、物探、化探等方法查清水文地质条件。
关键词:断层;防治水;井下钻探;电法勘探
引言
北十采区位于蒋庄井田的东北部,官庄村的西南侧,南曹庄的西北侧,南荒村以东,东刘仙、尹洼以及枣矿集团铁路运输处机务段以北,东祝陈、西祝陈位于采区的北部。采区西面与北二采区及北八采区相邻,西北部与郭庄煤矿相邻、东面与北十二采区相邻;本采区为我矿2017年重点开拓采区,经研究分析,本采区水文地质条件及构造非常复杂,给开拓带来了极大的困难,应进一步加强地质构造对水害防治影响规律的分析与研究,可以通过类比法得出防治水方案。
刘仙庄断层为南十一采区与南九采区分界断层,南十一采区位于刘仙庄断层上盘;南十一采区轨道下山14.5°下山施工,将穿过刘仙庄断层,刘仙庄断层为局部导水断层,根据现有资料分析刘仙庄断层落差为105m,倾角75°;南十一轨道下山开拓期间,我们采取了电法勘探与探放水工作有效结合的防治水措施,为过大断层的防治水工作积累了丰富的经验,可以作为北十采区开拓防治水工作的参考。
1 南十一轨道下山的防治水工作
南十一轨道下山掘进期间主要受第四系,上侏罗系砾岩、二叠系石盒子组底部粗砂岩、3煤顶板砂岩、三灰等含水层威胁,同时受采区边界断层切割影响,受断层水威胁。南十一轨道下山在穿过刘仙庄断层前,首先采用电法勘探探测出迎头前方100m范围内地层富水性相对强弱及断层位置等情况,找出异常点;然后通过探放水工作对异常点进行探测,从而掌握断层及水害隐患。
1.1电法勘探技术的应用
1.1.1工作原理
超前探测采用三点源三极装置,一个电极在无穷远处,对巷道内测量电极的影响可以忽略不计,故其电场分布近似为点电源电场。一个电极向全空间均匀介质中的A点供电。以A点为中心形成电场,向四周均匀放射电流,距A等距离点组成一个球形等势面,等势面的变化代表整个球壳中电性异常的综合反映,这就是直流电法超前探测的基本理论。
1.1.2 超前探施工方法
通常采用三极三点源法,在巷道掘进头附近,沿掘进方向以等间距后退布置三个供电电极A1、A2、A3,B极布置在无穷远处。从A3顺巷后退一定距离布置测量电极MN,测量电场变化;A1、A2、A3不动,不断向后方移动MN,分别用三个电极供电,测量一定距离内电场变化规律,直到满足探测距离。如下图:
1.1.3结论
初步推断在迎头前方发现的6个物探异常是岩性变化引起的,富水性相对较弱;结合地质资料初步推断其中2个物探异常为断层引起,富水性相对较弱;低阻异常为岩性变化引起,主要岩性为砂岩、泥岩或含水灰岩,其中砂岩和含水灰岩富水性相对较强,所以对低阻异常区也应该加强观测,施工掘进到物探低阻异常区附近时,加强水文观测工作或采取其他预防措施,确保煤矿安全生产。
根据电法勘探得出的结论,结合地质资料分析,初步确定巷道施工位置断层对盘为3下煤顶板砂岩含水层,该含水层含水丰富但不均一,以静储量为主、动储量有限。由于受断层构造应力影响,岩层裂隙发育,岩层裂隙内及断层破碎带内可能有少量裂隙水,预计水压小于1Mpa,该含水层水可能对掘进施工安全造成威胁。
1.2传统探放水工作
1.2.1 目的
为确保南十一采区轨道下山掘进施工安全,防止水害事故的发生,根据煤矿防治水规定及“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的原则,经分析研究决定对刘仙庄断层进行提前探放水。
1.2.2 钻孔设计
1.2.3 钻孔施工情况
南十一轨道石门探刘仙庄断层水工作,于2013年3月10日早班开始施工13-6、13-7、13-8号钻孔,施工位置为南十一轨道石门6号点前70米,距底板高度分别为1.3m、0.8m、0.3m,钻孔方位105°,倾角14°、20°、30°,进尺10.0、10.0、10.0米,钻孔下套管10米,凝固后,于2013年3月12日中班施工13-6钻孔,进尺74米,穿过刘仙庄断层,钻孔无水。
2013年3月15日中班开始施工13-7钻孔,进尺80米,穿过刘仙庄断层,钻孔无水。
2013年3月17日中班开始施工13-8钻孔,进尺84米,穿过刘仙庄断层,钻孔无水。
共施工3个钻孔,均无水,经研究决定封孔,隐患解除。
1.2.4 结论
南十一轨道石门探刘仙庄断层水工作,探明南十一轨道石门下山前方的刘仙庄断层无水,解除了刘仙庄断层水对南十一轨道石门下山巷道安全掘进造成的威胁,确保了南十一轨道石门下山的安全掘进。
2 结语
防治水工作对地质判断和地质资料的依赖性较高,一旦判断失误,资料不准确,在此基础上的防治水工作就可能作出错误的判断,电法勘探以及探放水工作有效的结合起来,能够更好的验证已有的地质资料,南十一轨道下山的防治水工作取得了较好的成绩,根据类比法,北十采区开拓期间过断层可以参考南十一的防治水工作。
参考文献:
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作者简介:王印(1987.02—),男,山东滕州人,2010年毕业于山东科技大学地质工程专业,助理工程师,现在枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿从事地测技术工作,邮编:枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿,山东 滕州 277519,
论文作者:王印,陈大林,楚波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/11
标签:断层论文; 采区论文; 钻孔论文; 轨道论文; 石门论文; 地质论文; 水害论文; 《基层建设》2017年第16期论文;