矿井开采对奥灰水涌入矿井的影响庄学厚

矿井开采对奥灰水涌入矿井的影响庄学厚

庄学厚王慧芳

枣庄矿业（集团）公司蒋庄煤矿山东滕州277519

摘要：根据实际观测资料，蒋庄煤矿奥陶系石灰岩含水层水位成逐年下降趋势。通过对出水现象进行分析认为16煤开采过程中奥陶系石灰岩水充水通道为断层。

关键词：奥陶系石灰岩含水层；水位下降；充水通道；断层

1、奥陶系石灰岩含水层

分布于滕南煤田的奥陶系石灰岩，厚400-500m，揭露最大厚度126.70m（水观2012-2），为煤系地层基底。岩性为浅海相厚层状灰、灰白、青灰色厚层状石灰岩，致密质纯，偶含白色燧石，夹豹皮状石灰岩，裂隙较发育，含大量方解石脉，并发育有小溶洞，富水性强，为煤系含水层主要补给水源。顶部含珠角石化石，白云质灰岩中可见少许白色燧石，底部常有一层角砾状灰岩。与上覆石炭纪本溪组呈平行不整合接触。

据抽水试验表明，单位涌水量0.0002～0.030L/（s.m），渗透系数0.0001～0.084m/d，富水性弱；根据钻孔水质分析资料，含水层水Cl-浓度487.51～510.79mg/L，SO42-浓度2525.17～2542.55mg/L，溶解性总固体4.493～4.712g/L，总硬度（以CaCO3计）2194～2204mg/L，水化学类型为SO4-Ca.Na型。

由于区内断层较多，奥陶系含水层与其它含水层在部分地段对口接触，奥陶系含水层补给其它含水层，从而使各煤矿的矿坑排水间接消耗奥灰含水层水储量。由于矿井长期排水，奥灰水位逐年下降。区内奥灰含水层原始水位标高40m左右，根据2014年调查，各井田奥灰水位标高-48.99～-203.90m，平均-126.13m，与原始水位相比水位下降了80～240m，平均160m左右，这也同时说明了该含水层区域上以静储量为主，补给条件较差。

2、奥陶系石灰岩含水层水位变化

滕南煤田蒋庄煤矿二水平开采太原组第16层煤，平均煤厚0.86m，缓倾斜，距奥陶系石灰岩顶界56.85~73.98m，蒋庄煤矿目前正常观测的奥陶系石灰岩长观孔有六个，水06-1在2006年5月水位埋深为176.71m，水位逐渐下降，2017年5月水位埋深为228.5m，年平均水位降深约为4.71m，水位观测成果见下图。

图奥灰长观孔水位变化曲线图

从奥灰长观孔水位变化曲线图可以看出奥灰水位逐年下降，说明奥灰水以静储量为主，补给条件较差。

16301工作面出水奥陶系石灰岩含水层水位的变化

16301工作面为蒋庄煤矿开采的第一个16煤工作面，工作面位于徐庄断层上盘，对口为奥陶系石灰岩。16301工作面于2009年12月1日开采，停采时间是2012年3月30日。2010年3月10日在16301工作面采动370m的时候采空区出水，突水量35m³/h。下表为2010年全年水06-1钻孔水位埋深变化表

从上表可以看出2010年全年水06-1钻孔水位下降5.07m，工作面出现涌水时的水位降深比水06-1钻孔多年水位平均降深大，基本可以认定16301工作面充水水源为奥灰含水层，充水通道为西侧的徐庄断层。

3、结论与评价

在正常地段奥陶系石灰岩距16煤层56.85~73.98m，根据《枣庄矿业集团有限责任公司蒋庄煤矿下组煤162、163采区底板承压含水层突水威胁性论证与防治对策研究》163采区的突水系数小于0.06MPa/m，所以正常情况下采煤后底板承压水层对开采没有直接影响。

通过对充水通道进行分析，认为奥陶系灰岩含水层水位急剧下降的原因为断层。个别地段，因断层关系，使灰岩与煤层间距变小，在回采这些地段的煤层时，灰岩水有可能进入采掘工作面，造成奥陶系灰岩含水层水位下降；在开采工作面没有大的突水的情况下，井下原有的出水点持续稳定的通过断层将奥陶系灰岩含水层水导入井下，造成奥陶系灰岩含水层水位逐年缓慢下降。

参考文献：

[1]王成彦.底板奥灰水的防治方法.《煤矿开采》2005年02期

作者简介：

庄学厚（1966-），男，山东枣庄市人，1990年毕业于焦作矿业学院水文地质与工程地质专业，高级工程师，现在枣庄矿业（集团）公司蒋庄煤矿从事地测技术管理工作。