【正文】 定》、《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》、《“三下”采煤規(guī)程》等規(guī)程相關(guān)條例，結(jié)合雙柳煤礦采掘規(guī)劃制定出礦井2010至2014年防治水規(guī)劃。 防治水規(guī)劃技術(shù)路線雙柳煤礦目前把4煤層作為主采煤層，2012年配采石炭系下組煤。上組煤主要充水水源為二疊系砂巖水、底板灰?guī)r水。下組煤層開采所面臨重大安全威脅來自頂板石炭系灰?guī)r水及老空水，潛在的導(dǎo)水通道為斷層、陷落柱、裂隙帶等構(gòu)造薄弱部位，奧淘系灰?guī)r水為間接充水水源。為了滿足礦井安全生產(chǎn)需要，在充分研究分析本井田資料的基礎(chǔ)上，有必要借鑒華北型煤田相似水文地質(zhì)條件的礦井生產(chǎn)經(jīng)驗，對礦井的防治水工作方針、技術(shù)路線、防治水方法進行論證，即在規(guī)劃的層次上力求正確，用以指導(dǎo)今后的防治水設(shè)計與實施。⑴ 對奧陶系灰?guī)r水的防治方針是以預(yù)防為主，重點注意對導(dǎo)水?dāng)鄬?、陷落柱等垂向?qū)ǖ赖奶讲?，做到“先探后掘，預(yù)防為主”。井田西部9煤合并區(qū)由于煤層厚度大，開采時對底板的破壞深度大，因此隔水層有效厚度較其它區(qū)域小，防突水能力減弱。采掘時應(yīng)注意對裂隙裂隙帶和斷層的探查治理，在裂隙發(fā)育帶進行注漿加固；⑵ 對石炭系太原組灰?guī)r水，由于距離4號煤層底板較近，防治水措施主要為疏水降壓結(jié)合注漿封堵，探采結(jié)合，綜合防治。其中“疏水降壓”是4號煤開采必須實踐的技術(shù)路線；‘探采結(jié)合，綜合防治’是指實施防治水的工作方法；‘以防為主’是強調(diào)增強排水系統(tǒng)、強化探測試驗、跟綜預(yù)測預(yù)報、嚴(yán)格規(guī)章制度在防治水工作中的先導(dǎo)地位；⑶ 對于老空水的防治方針是以探放為主，嚴(yán)格地進行采空區(qū)積水范圍、潛在導(dǎo)水通道、與采掘活動之間的相互關(guān)系等因素的研究，嚴(yán)防老空水的突入；⑷ 對斷層、陷落柱等垂向?qū)畼?gòu)造，主要的防治方法應(yīng)以預(yù)防為主，在充分掌握各種構(gòu)造發(fā)育程度及相互位置的基礎(chǔ)上，采取注漿封堵和留設(shè)防水煤柱等方法，防止構(gòu)造突水的影響；⑸ 目前的礦井主要充水水源還有4號煤層頂板砂巖水。砂巖水的涌入，增大了礦井排水量，影響工作面環(huán)境，降低了回采及掘進的效率，是目前礦井日常防治水的主要對象。圖51 礦井防治水技術(shù)路線6礦井防治水規(guī)劃與設(shè)計針對雙柳煤礦水文地質(zhì)條件及目前的礦井防治水現(xiàn)狀，下列工作應(yīng)當(dāng)是今后防治水工作的主要內(nèi)容： 水文地質(zhì)物探針對雙柳煤礦的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并根據(jù)各種物探方法在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用效果，本規(guī)劃選用瞬變電磁法，直流電法和音頻電穿透法三種水文地質(zhì)物探方法，探測和確定斷層、陷落柱和裂隙密集帶等地質(zhì)異常體的位置、大小、分布范圍和賦水情況。水文地質(zhì)物探地面物探井下物探瞬變電磁音頻電透直流電法三維地震瞬變電磁 圖61 雙柳煤礦水文地質(zhì)物探方法圖系⑴ 三維地震勘探法國家有關(guān)部委已明文規(guī)定，在首采區(qū)必須進行地震勘探。由于該方法探查地質(zhì)異常體效果好，近年來在許多大型煤礦已將該方法用于整個井田的勘探。該方法主要在地面進行，勘探費用和勘探效果與地形起伏關(guān)系密切。本規(guī)劃建議在下組煤首采區(qū)及其礦井西部做地面三維地震。地震勘探的地質(zhì)任務(wù)及要求： 查明測區(qū)內(nèi)落差大于5m的斷層，解釋斷層的性質(zhì)、落差、傾角等要素和位置，平面位置誤差不大于20m。 查明測區(qū)內(nèi)上組煤及下組煤的底板起伏情況，并提交煤層底板等高線圖，%。③ 查明測區(qū)內(nèi)波幅大于20m、褶幅大于5m的褶皺，解釋其形態(tài)。④ 查明測區(qū)內(nèi)覆蓋層厚度，并提交覆蓋層厚度等值線圖。%。⑵ 瞬變電磁法瞬變電磁法屬于電磁感應(yīng)類探測法，該方法通過觀測和研究二次場的空間特性，推測地質(zhì)目標(biāo)的幾何和物理特征。由于該方法對低阻體異常敏感，因此能較好地確定與低阻異常有關(guān)的地質(zhì)問題，歸納起來主要是：①煤礦區(qū)含水層、富水區(qū)探測；②構(gòu)造富水性探測，主要是斷層、陷落柱富水性探測；③充水老窯探測，確定充水老窯邊界；④地下巖溶探測，確定地下溶洞、巖溶裂隙和暗河分布特征；與其它物探方法比較，該方法具有以下優(yōu)點：①因為該方法觀測和研究的是二次場，不存在一次場的干擾，不同于常規(guī)電法，使異常簡化；②有穿透高阻覆蓋層的能力，不存在接地困難；③采用同點組合進行觀測，可與探測目標(biāo)體達(dá)到最佳耦合，異常響應(yīng)強，形態(tài)簡單，對高阻圍巖中的低阻反應(yīng)敏感；④地形影響小，測地簡單，工作效率高，成本低。在雙柳煤礦選用地面瞬變電磁法主要主要探測兩個方面：① 確定斷層、陷落柱和褶皺的平面位置，并對它們的富水性進行解釋；特別是對聚財塔斷層導(dǎo)水性的探查。② 查明上、下組煤充水水源－太原組灰?guī)r含水層的富水性分布；可以在地震方法進行的區(qū)域同時開展，以便相互補充，更好地完成補充勘探工作。⑶ 井下直流電法井下直流電法主要用于巷道頂?shù)装逄讲椋ぷ髅骓敯逄讲楹途蜻M堵頭超前探測。具體解決以下問題： 巷道頂?shù)装逄讲槔矛F(xiàn)有的巷道工作，探查深度可達(dá)100米，可探測含水層深度，局部富水體深度范圍、導(dǎo)升高度及沿巷道方向分布寬度；提供沿巷道方向垂向電阻率切片剖面，用于解釋工作面巷道底板100米深度內(nèi)的含水、導(dǎo)水體，潛在的突水通道、底板隔水厚度、含水層厚度、含水層原始導(dǎo)升高度；要求巷道內(nèi)無大范圍積水。工作面頂?shù)装逄讲楦淖児ぷ鞣椒ɡ孟锏纻?cè)壁可以探測工作面內(nèi)的隱伏含水構(gòu)造；利用多條巷道（上巷、下巷、切眼等）的數(shù)據(jù)進行立體成圖——對工作面底板不同深度進行類似“CT”成像的斷面、平面切片，分離出電法含水異常區(qū)域，得到視電阻率異常斷面圖、平面圖，進行立體解釋。掘進堵頭超前探查利用巷道超前探測使用三極空間交匯探測法，可以預(yù)測堵頭前方80米范圍內(nèi)存在的導(dǎo)、含水構(gòu)造（斷層、裂隙破碎帶、老空巷道），提供前方80米范圍內(nèi)巖石的視電阻率變化信息；異常為相對異常，可以肯定解釋異常區(qū)不會存在突水或出水的危險，解釋的異常區(qū)不能肯定一定出水；預(yù)測堵頭的后方必須有不小于前方探測深度的施工空間；根據(jù)雙柳礦的實際情況，建議井下直流電法勘探盡快在5－205工作面及下一步的規(guī)劃工作面中實施，進行工作面的富水區(qū)和導(dǎo)水通道的探測。 構(gòu)造導(dǎo)水性探查 陷落柱導(dǎo)水性探查⑴ 工作任務(wù)雙柳煤礦目前在上組煤的開采過程中，揭露了17個大小不等的陷落柱。，最大直徑104m，除X1X15～X17陷落柱在平巷掘進時發(fā)生出水外，其它均未發(fā)生導(dǎo)水現(xiàn)象。但是從分布特點上來看，這些陷落柱分布比較密集，其中在201運巷和203運巷的IV、V采區(qū)附近分布著大小六個陷落柱，相鄰兩個陷落柱之間的最大距離為150m，從這一現(xiàn)象我們可以分析出該處基底奧灰?guī)r溶溶孔、溶洞發(fā)育比較強烈。雖然這些陷落柱在上組煤開采時并未發(fā)生導(dǎo)水，但這并不意味開采下組煤時沒有導(dǎo)水的危險，我國諸多大水礦區(qū)實際發(fā)生的陷落柱導(dǎo)水并淹井事故，提醒我們切不可忽視陷落柱的導(dǎo)水性。因此，在采掘過程中應(yīng)結(jié)合井下物探（井下直流電法或井下音頻透視）、鉆探等手段對陷落柱進行導(dǎo)水性探查，以明確其對煤層開采的危害程度，若其導(dǎo)水性很強，則必須對導(dǎo)水陷落柱進行注漿封閉，具體注漿方案視陷落柱具體情況而定。⑵ 技術(shù)方案陷落柱井下探查以物探、鉆探相結(jié)合的勘探技術(shù)方法。物探主要采用TEM瞬變電磁法和直流電法，目的是探查陷落柱位置、邊界形態(tài)及陷落柱的富水性。在物探成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合井巷地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，分析突水陷落柱的水文地質(zhì)特征，安排井下鉆孔予以探查驗證，最終確定陷落柱導(dǎo)水性。①井下物探瞬變電磁法(TEM法)勘探主要針對突水點及導(dǎo)含水構(gòu)造形態(tài)的探查，其主要地質(zhì)任務(wù)是探查工作面測區(qū)內(nèi)突水構(gòu)造平面位置以及突水構(gòu)造在測區(qū)內(nèi)的分布范圍及其富水性，并對潛在突水通道作出預(yù)測。直流電法勘探主要探查工作面陷落柱的富水性及隱伏導(dǎo)水構(gòu)造。②井下鉆探 根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)程，探查孔在施工中的有關(guān)技術(shù)要求如下：≤，鉆孔開孔方位及俯角偏差≤1176。，孔口必須按照設(shè)計做好直通閥門等孔口安全裝置。孔口管和套管必須和孔壁固結(jié)牢固，套管和閥門安裝結(jié)束后要做抗壓試驗，各項安全指標(biāo)符合要求后以上方可施工下一道工序。，記錄水壓、水量、水質(zhì)的變化和沖洗液的消耗情況，嚴(yán)格按照有關(guān)要求做好鉆探原始記錄和巖芯編錄工作。，陷落柱內(nèi)部全段取芯。此外，如條件許可，也可采用井下放水試驗和連通試驗探測陷落柱導(dǎo)水性。 聚財塔斷層（導(dǎo)）富水性探測雙柳煤礦前期對聚財塔斷層利用鉆探及物探方法初步勘探了其導(dǎo)、含水性。主要使用鉆探物探相結(jié)合的技術(shù)措施，在斷層兩盤施工三個鉆孔，再使用二維地震探測斷層富水性。受工程量限制，對斷層的控制程度不足，勘探結(jié)果不明確。聚財塔斷層的富水性對上、下組煤開采有重要的意義，其導(dǎo)水、富水與否涉及到斷層防水煤柱的留設(shè)尺寸及采取何種采掘防治水技術(shù)措施。鑒于目前對聚財塔斷層的勘探現(xiàn)狀以及本礦生產(chǎn)實際需求，需對聚財塔斷層進行進一步補充勘探，具體技術(shù)路線為井上下相結(jié)合，地面以物探為主，井下物探先行，鉆探驗證。⑴ 地面物探—瞬變電磁法瞬變電磁法屬于電磁感應(yīng)類探測法，該方法通過觀測和研究二次場的空間特性，推測地質(zhì)目標(biāo)的幾何和物理特征。由于該方法對低阻體異常敏感，因此能較好地確定與低阻異常有關(guān)的地質(zhì)問題，對于構(gòu)造富水性探測具有良好的效果。⑵ 井下防治措施對于物探方法測出的富水區(qū)段，按照規(guī)范要求留設(shè)防水煤柱。井下巷道掘進靠近該斷層時，應(yīng)采取以下幾個技術(shù)措施： A、直流電法超前探，探測掘進頭前方80m有無低阻異常；B、對探測出的異常體進行鉆探探放水；C、若探放水時水量、水壓大，長時間難以疏干，則有導(dǎo)通奧灰水的可能，在查明充水水源的基礎(chǔ)上，建議注漿封堵； D、合理留設(shè)斷層防水煤柱。在計算煤柱留設(shè)寬度時，注意應(yīng)從斷層邊界算起，而不能以斷層中心為計算起點。 太原組灰?guī)r水的探查及疏放雙柳煤礦上組煤底板距離太原組灰?guī)r較近，且太灰水壓大，上組煤煤底板承受水壓在2～5MPa，并且底板隔水層厚度較小，平均厚度20～30m。隔水層在大部分地方完全位于采動底板破壞帶內(nèi)，灰?guī)r水勢必通過采動裂隙進入回采空間，增大工作面的涌水量，在個別富水區(qū)段還可能引起涌水量過大而影響生產(chǎn)。太原組灰?guī)r同時又是下組煤直接頂板充水水源，對下組煤開采影響更大。通過分析離柳井田其他礦區(qū)的勘探資料，普遍認(rèn)為太原組灰?guī)r富水性弱且不均勻。因此需要針對太原組灰?guī)r采取系統(tǒng)、可行的防治水措施，進行探查和疏放，提高下組煤開采的效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，做到安全生產(chǎn)。太灰含水層的防治物探 直流 電法太灰水文地質(zhì)條件探查太灰井下放水試驗頂板水疏放若水量很大且難以疏干進一步查明水力聯(lián)系其它防治水措施圖62 下組煤頂板太灰水防治技術(shù)路線太灰水的探查應(yīng)遵循有疑必探、物探先行、鉆探驗證的方針。物探方法主要以直流電法為主，探測下組煤頂板太灰含水層的富水區(qū)分布范圍。井下直流電法主要用于巷道、工作面頂板探查和掘進頭超前探測。⑴ 巷道頂、底板太灰含水層富水區(qū)探查利用已有的巷道工作，探查深度可達(dá)100米，可探測含水層高度，局部富水區(qū)深度范圍及沿巷道方向分布；提供沿巷道方向垂向電阻率切片剖面，用于解釋工作面巷道頂100米深度內(nèi)的含水、導(dǎo)水體，含水層厚度。⑵ 工作面頂、底板太灰含水層富水區(qū)探查改變工作方法利用巷道側(cè)壁可以探測工作面內(nèi)的隱伏含水構(gòu)造；利用多條巷道（上巷、下巷、切眼等）的數(shù)據(jù)進行立體成圖——對工作面頂?shù)装宀煌疃冗M行類似“CT”成像的斷面、平面切片，分離出電法含水異常區(qū)域，得到視電阻率異常斷面圖、平面圖，進行立體解釋。⑶ 掘進頭超前探查利用巷道超前探測使用三極空間交匯探測法，可以預(yù)測堵頭前方80米范圍內(nèi)存在的導(dǎo)、含水構(gòu)造（斷層、裂隙破碎帶、老空巷道），提供前方80米范圍內(nèi)巖石的視電阻率變化信息。利用井下直流電法探查下組煤頂板太原組灰?guī)r富水性分布，技術(shù)成熟，具有較強的可行性，可做為首選探查手段。⑷ 放水試驗通過太灰放水試驗，了解太灰的富水性、連通性、裂隙發(fā)育程度，還可揭示一些潛伏構(gòu)造，同時可獲取較為準(zhǔn)確的水文地質(zhì)參數(shù)，為下一步太灰水的疏放提供了可靠的依據(jù)。 所謂疏水降壓防治礦井水害技術(shù)就是對威脅礦井安全生產(chǎn)的主要充水含水層水，通過專門的工程和技術(shù)措施在人工受控的條件下進行超前預(yù)疏水或疏降水壓，進而減少或消除其在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中對礦井安全的威脅。疏水降壓一般應(yīng)在主要充水含水層中進行。由于灰?guī)r裂隙的不均一性，采用一種方法進行疏降效果較差，因此采用多種方法對太灰水進行疏降是十分有必要的，根據(jù)礦井的水文地質(zhì)情況，可以采用疏水鉆孔、疏水巷道等。⑴ 利用突水點實施疏水降壓由于灰?guī)r的富水性不均勻，利用現(xiàn)有的條件尋找富水區(qū)有一定的困難和額外的投入，如果能利用在巷道掘進中出現(xiàn)的突水點，在人為控制下有目的的放水，把突水點作為井下施工的自然疏放基地；則會在整個井田內(nèi)形成以突水點為中心的水位下降漏斗，為礦井淺部及深部一定區(qū)域內(nèi)安全回采創(chuàng)造較好的水文地質(zhì)條件，并對深部的井巷工程施工起到降壓掩護效果，但對遠(yuǎn)離突水點的深部井巷工程不會帶來水文地質(zhì)條件的根本改善，因此需要配合其它疏水措施，以期取得預(yù)期的疏降效果。⑵ 井巷疏水所謂井巷疏水是指在礦井開拓及工作面準(zhǔn)備過程中，直接利用掘進于含水層中的井巷進行預(yù)先疏水或并行疏水。在采用井巷疏水時，必須認(rèn)真分析水文地質(zhì)條件，在必要的條件下，需要配合其它疏水方法在井巷進入含水層之前進行預(yù)先疏水，以確保井巷掘進的安全和疏降效果。⑶ 鉆孔疏水通過在井下的開拓巷道中施工專門的鉆孔，并使鉆孔直接進入需要疏降的充水巖層（體），利用地下水的壓力水頭，將含水層中的地下水有控制地疏放到井巷，再通過礦井排水系統(tǒng)將疏放的水排出地表以實現(xiàn)含水層水的疏水或降壓。井下疏水鉆孔分水平孔、上仰孔、俯斜孔、下行垂直孔和上行垂直孔等多種形式。井下疏水孔多用于分散疏水或局部疏水，疏水系統(tǒng)一般由泄水鉆孔、鉆井硐室、引水管線（或水溝）等組成。雙柳礦的太灰水疏降方案采用疏水鉆孔結(jié)合突水點實施疏水降壓方案。同時，建議進行水文地質(zhì)補充勘探工作，利用地面和井下物探、化探、鉆探、抽放水試驗等綜合立體勘探方法查明地質(zhì)異常的分布，健全排水系統(tǒng)，為疏水降壓方案的具體實施提供相應(yīng)的保障。 采空積水疏放上組煤開采后形成的采空區(qū)為封閉的積水區(qū)，積水補給來源于山西組砂巖含水層。雙柳煤礦在未來開采下組煤時，其頂板導(dǎo)水裂隙帶能夠溝通上組煤底板破裂帶，這意味著上組煤采空區(qū)積水完全有