区域疏水降压技术研究

【摘要】以九里山矿24采区为工程背景，根据钻孔放水试验结果，发现该地区水文地质条件简单，适合采取疏水降压的防治水措施。通过物探资料结果，制定了疏水降压防治水方案。经过钻孔疏水降压后，工作面水压由原来的2.5Mpa降至1.3Mpa。由理论计算得到突水系数为0.018m/d，小于0.1m/d的突水临界值。排除了工作面在回采过程中底板发生较大突水的可能性，保证了矿井的生产安全。

【关键词】放水试验；水文地质简单；疏水降压；防治水

引言

水害是煤矿五大地质灾害之一，矿井水害制约着煤炭工业的健康发展，严重威胁着矿工的生命安全。煤矿在生产和建设过程中，需要不断开拓新的生产地区，在新采区形成后，有的地区可能造成矿井涌水事故，九里山煤矿含水量大，因此，在开采新的采区之前必须首先查明该地区的水文地质条件，然后根据水文地质条件制定科学合理的防治水方案，以减少因盲目治水的工程费用，降低矿井生产过程当中的突水事故，保证矿井的安全生产。

1工程背景

九里山矿位于焦作矿区东部，距焦作市18公里，在韩王、演马和古汉山井田之间。构造位置上位于北东向的九里山断层和近东西向的凤凰岭断层之间。井田走向4.2～5.3Km，倾斜宽度3～4.2km，井田面积17.5km2。九里山井田属隐伏的石炭二叠纪煤田。煤层走向NE60°，倾向SE，倾角10～16°，总体上呈单斜构造形态。九里山矿是焦作矿区水文地质条件极为复杂的矿井之一，历史上发生大于600m3/h的突水37次，其中最大一次突水量为3226m3/h，造成工作面被淹，经济损失巨大。

24采区为九里山矿二水平首采区，24021工作面为24采区首采工作面，位于24采区西翼上部。由于九里山矿水文地质条件极为复杂，因此必须查明区域水文地质条件，制定科学合理的防治水方案，进行防治水工程施工，确保工作面回采安全。

2放水试验及结果分析

2.1放水试验

2.2试验结果分析

根据两孔之间的水力联系及补给情况分析，该地区水文地质条件相对简单，L8灰岩含水层富水性不强、补给性较差，适合采取疏水降压的防治水措施。

2.3工作面涌水量预测

3防治水方案设计

3.1设计的依据和目的

该工作面直接充水含水层为二1煤层底板L8灰岩含水层。根据放水试验结果查明的水文地质条件，确定该地区水文地质条件相对简单，L8灰岩含水层富水性不强、补给性较差，适合采取疏水降压的防治水措施。依据物探资料确定的低阻异常区域，重点布置疏放钻孔。

施工放水孔将该工作面底板L8灰岩水压值疏降至安全水头值以下，使该工作面突水系数小于安全临界值，达到安全回采的目的[4]。

3.1.1钻孔布设原则

本次施工疏放钻孔终孔均至L8灰岩含水层底部，以斜孔为主，力求揭露含水层段体积最大，使钻孔与导水裂隙最大接触，尽量全面布置，以便整个工作面的含水层都能得到疏放，减少漏疏。

3.1.2钻场的布置

3.2疏水钻孔设计