煤炭科学技术

作者：乔伟, 吕玉广, 韩港, 刘光尧, 吕文斌, 冯培超, 陈维池, 汪祯,

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,

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。

来源：2024年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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