董家河矿23502工作面底板突水水源探究

黄刚1 李昂2 刘朝文1

摘  要：为保证董家河煤矿23502工作面安全回采，结合相邻工作面出水情况，通过对5#煤底板充水含水层涌水水源分析，探究了底板涌水通道的形成，这为后期矿井底板水害防治指明了方向，提供科学的参考借鉴。

关键词：工作面；直流电法；突水水源；涌水通道

Study on water source of floor water inrush in 23502 working face of Dongjiahe Mine

Huang Gang

( Shaanxi Coal Chenghe Mining Co., Ltd. Dongjiahe Coal Mine Branch )

Abstract : In order to ensure the safe mining of 23502 working face in Dongjiahe Coal Mine, combined with the water situation of adjacent working face, through the analysis of water inrush source of water filling aquifer in 5 # coal floor, the formation of floor water inrush channel is explored, which points out the direction for the prevention and control of water hazards in the later mine floor and provides scientific reference.

Key words : working face ; dC method ; water inrush source ; water inflow channel

前言

董家河煤矿以往工作面主要受底板太原组K2和奥灰含水层水害威胁，矿井生产期间多次发生底板突水[1]，研究区域奥灰含水层具有高水压、富水性强的特点[2]，使得5#煤回采面临底板奥灰水害威胁[3]，历史上最大奥灰突水量为887.86m3/h，因此前期需对目标区域进行突水水水源分析[4,5]，三采区多个工作面靠近井田东侧F25董家河断层，该断层落差70～120m，断层附近水文地质条件复杂。目前计划回采的23502工作面已贯通正在安装，但切眼附近底板出水，水量接近70m3/h，底板水害严重影响工作面正常生产[6]。鉴于此，需对董家河煤矿三采区5#煤底板进行突水水源分析。

1工程概况

董家河煤矿23502工作面已贯通，正在初采。该工作面距离F25断层最近约116m，底板出水表现为滞后出水、范围大，水量稳定的特点[7]，结合以往工作面出水情况分析靠近董家河大断层（F25）出水强度有增大趋势。根据矿方提供资料，23502工作面治理前出水范围主要有3处，矿方2021年9月2日实测23502轨道巷端头绞车硐室底板出水涌水量为46m³/h左右；23502轨道巷与切眼处底板出水15m3/h左右、23502轨道巷车场底板出水5m3/h左右，总涌水量为66m³/h。

图1 5#煤层奥灰含水层突水系数等值线图

2 涌水水源分析

5#煤底板充水含水层主要为K2和奥灰，K2含水层顶部位于底板破坏范围内，为直接充水水源。

23502工作面切眼距离井田边界的F25断层仅相距不到150m，该正断层落差约为70m，使得底部奥灰强含水层与5#煤底板直接充水水源K2含水层直接对接，K2含水层直接接受奥灰含水层通过断层的侧向补给；同时由于5#煤与奥灰含水层之间间距不足40m，断层附近底板裂隙较为发育，缺少较完整隔水层，奥灰水也可通过底板裂隙的垂向补给23502工作面；在无导水构造的情况下，奥灰含水层为间接充水含水层，在构造影响下，奥灰含水层水可通过侧向补给、垂向裂隙直接进入工作面，对工作面构成较大水害威胁。

3 涌水通道分析

23502工作面主要涌水通道为底板裂隙和断层裂隙。由于西侧董家河断层导致奥灰与K2对接，同时断层造成局部地层应力集中，煤层底板与奥灰之间含水层裂隙发育，奥灰含水层水通过董家河断层侧向补给K2含水层，再通过底板裂隙进入采掘空间。

分析认为，董家河断层导致的奥灰水侧向补给是23502工作面切眼附近大流量涌水的重要原因，底板断层等隐伏导水通道导致的奥灰垂向就地补给也是重要的通道之一。

图2 F25断层侧向补给工作面示意图

4 结论

通过结合23502工作面出水情况分析，该工作面切眼越靠近西侧董家河F25大断层，工作面涌水强度越大，掌握了涌水水源以奥灰和K2含水层水为主，奥灰水为主要补给来源，主要通道为董家河断层的侧向补给及垂向裂隙补给，这为董家河煤矿三采区接续采面底板奥灰水害防治指明了方向。

参考文献

[1]原富珍, 马克, 庄端阳, 等. 基于微震监测的董家河煤矿底板突水通道孕育机制[J]. 煤炭学报, 2019, 44(06): 1846-1856.

[2]段元帅. 底板突水预警系统在受底板奥灰水威胁工作面中的应用[J]. 山东煤炭科技, 2022, 40(02): 159-161+164+167.

[3]余国锋, 袁亮, 任波, 等. 底板突水灾害大数据预测预警平台[J]. 煤炭学报, 2021, 46(11): 3502-3514.

[4]尹尚先, 王屹, 尹慧超, 等. 深部底板奥灰薄灰突水机理及全时空防治技术[J]. 煤炭学报, 2020, 45(05): 1855-1864.

[5]宋文成, 梁正召. 承压水上开采倾斜底板破坏特征与突水危险性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(02): 624-634.

[6]刘守强, 武强, 李哲, 等. 多煤层底板单一含水层矿区突水变权脆弱性评价与应用[J]. 中国矿业大学学报, 2021, 50(03): 587-597.

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