侏罗系宝塔山砂岩突水风险预测及限制边界疏降技术
乔伟1
吕玉广2
韩港3
刘光尧4
吕文斌5
冯培超1
陈维池6
汪祯1
1.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 2211162.安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南 2320003.山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司鲁新煤矿,内蒙古锡林郭勒盟 0273994.山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司,内蒙古鄂尔多斯 0162995.内蒙古上海庙矿业有限责任公司,内蒙古鄂尔多斯 0162996.江苏建筑职业技术学院,江苏徐州 221116
摘要：内蒙古上海庙矿区新上海一号煤矿发生国内首次也是目前唯一的侏罗系煤层开采底板宝塔山砂岩突水淹井事故;开展了侏罗系煤层开采底板强富水宝塔山砂岩突水危险性评价方法和防控技术的研究工作.首先,明确了"11·25"事故的突水水源为侏罗系延安组下部的宝塔山砂岩含水层,且煤层与底板宝塔山砂岩之间隔水层具有强度低、软化系数小、胶结性差的特点,属地质软岩.其次,以"含水层厚度、含水层富水性、含水层渗透性、含水层水压力及18煤底板隔水层有效厚度"为主要指标建立突水评价体系,将宝塔山砂岩含水层突水危险性分区被划分为安全区(32.21%)、威胁区(37.53%)及危险区(30.26%)三种类型,并通过实例验证了评价模型的准确性.最后,结合底板隔水层工程地质特性,分析采用"断层注浆形成局部限制边界+群孔疏降"的方法防控宝塔山砂岩突水.设定"疏放水开始至 1 号钻场退出疏放水工作、2 号、3 号和 4 号钻场持续进行疏放水工作至 3 号钻场退出、2 号和 4 号钻场持续进行疏放水工作至模型补排平衡"的疏降方案.依据规范得出注浆后最大帷幕渗透系数为 2×10-2 m/d,当断层注浆后帷幕渗透系数为 2×10-2～2×10-8 m/d时,疏放水量为402万～347.8万m3,安全区占矿区的比例为 43.34%～67.37%.结合注浆成本、疏放水量和安全性,帷幕渗透系数为 2×10-4 m/d时即可有效保证矿井安全生产和技术经济效益.断层注浆局部限制边界+疏放水联合技可有效防控宝塔山砂岩水害,研究工作对我国西部侏罗纪煤田开发底板水防治具有重要意义和工程实践价值.
关键词：宝塔山砂岩弱胶结隔水层三维地下水模型危险性评价水害防治
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(41772302)
论文发表日期：2024-02-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 194-208 )
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