1、1钻探在煤矿防治水当中的应用与研究摘要：本文主要介绍淄博矿业集团岱庄煤矿在生产过程中，对主要含水层和不同的富水区，针对不同的条件，利用钻探手段，有针对性地重点布置防治水工程，取得了显著的技术效果。 关键词：钻探；防治水；基岩探查 Abstract: This paper introduces the Zibo Mining Group Dai Coal Mine in the production process, the main aquifer and different water-rich areas, for different conditions, using drilling
2、means, in a targeted manner layout key water control projects have made significant the technical effects. Key words: Water Control bedrock drilling exploration 中图分类号：P634 1 引言 岱庄煤矿的水文地质条件中等偏复杂，影响 3 下煤层开采的主要含水层有第四系砂砾层、山西组 3 下煤层顶底板砂岩层、太原组第三层石灰岩。在生产过程中采用地质勘探方法，对主要含水层和不同的富水区，针对不同的条件，采用钻探手段，探测隔水层变化规律，查明
3、含水层的水文地质情况，探明 3 下煤层顶板基岩厚度的变化规律，有针对性地重点布置防治水工程，取得了显著的技术效果。 2 老空积水的防治 2为了防治采空区积水对掘进生产的威胁，达到安全疏放老空水的目的，采用钻探施工在合适的位置布置钻孔。若有积水，就可以进行放水，放水时，打开钻孔阀门，根据水泵排水能力的大小来确定开关阀门的大小，有控制地疏放水；当钻孔不再流水时，将水泵合到钻孔上进行疏放，若无积水，说明老空水位已疏降到孔口以下或老空区无积水。多年来，岱庄煤矿井下老空区积水的疏放都是采用钻探手段进行的。例4322、1304、1307、1329 等工作面老空区积水的疏放。通过钻探手段对老空区的防治水工作
4、起到了很重要的作用，消除了生产期间来自老空区积水的威胁，保证了生产期间的安全。 3 基岩厚度的探查工作 岱庄煤矿井田煤系地层露头附近被巨厚的第四系含水层覆盖，对矿井生产构成严重威胁。由于矿井勘查阶段所施工的钻孔少（网度500m500m） ，水文地质情况查明程度低，不符合煤炭资源地质勘探规范中第四系冲积层钻孔控制要达到 200m200m 的网度要求，难以确定第四系底界粘土层的空间发育规律、基岩的厚度变化规律及 3 下煤层顶板砂岩含水层水量富水性情况，鉴于 3 下煤顶板基岩厚度分布不均，本着“立足采面，先探后掘（采） ”的防治水原则，对每一个新布置的工作面顶板基岩厚度都进行了探查，通过钻探为巷道的
5、开拓及工作面的布置提供了可靠的地质资料，实现了安全生产。从 2002 年 3 月份以来相继对1313、1333、1329、4311、4322、4323 等工作面进行了探查，通过一系列的探查工作，查明了 3 下煤顶板基岩厚度为 44.7159.07m；第四系底部普遍发育一层粘土层，且厚度大于 3.0m，阻隔了与第四系砂层水的联3系。粘土层质较纯，塑性好，是良好的隔水层。特别对 4323 工作面的探查后，发现部分区域基岩厚度（垂厚）仅 25 米，防水煤柱不能达到要求（45 米） ，通过组织专家论证后，对工作面的布置作了及时的调整，直接减少损失 500 余万元，累计进尺 8000 余米。 4 三灰水
6、的综合治理工作 -580m 采区三条下山（轨道、回风、胶带）的开拓过程中，采用了“边探、边注、边掘”的防治水技术，顺利地穿过了第三层石灰岩含水层，取得了较好的效果。 第三层石灰岩含水层平均厚度为 5.0m，属富水性中等、具有一定补给条件的岩溶裂隙承压含水层，通过提前对三灰的探查，预计涌水量为120.0m3/h，轨道下山最先通过该含水层，且是一次性穿过，如果不采取防治水措施直接施工，一是水量太大难以掘进，二是含水层长期处于疏放状态，给巷道排水带来极大困难。针对这一特点，施工时采用先帷幕注浆，再一次性掘进通过的防治水方案，当巷道掘进到距第三层石灰岩含水层 40m 时停止掘进，2006 年 1 月
7、15 日对轨道下山开始钻探施工，在迎头断面上下左右及中央一共布置 9 个钻孔，2006 年 2 月 27 日施工结束，钻进工程量为 577.09m。回风下山于 2006 年 6 月 13 日开始钻探施工，2006 年 2 月 27 日施工结束，钻进工程量为 577.09m，胶带下山于 2006年 7 月 18 日开始钻探施工，2006 年 8 月 11 日施工结束，钻进工程量为395.13m，钻进总进尺 1252.14m，使巷道四周形成 6m 厚的帷幕圈，巷道掘进期间揭露出水量分别为 8.23 m3/h、5.32 m3/h、5.70m3/h，水量减小分别为 91%、94.6%、96.3%，注浆
8、效果十分明显。通过对三条下山的钻4探注浆施工，在施工期间顺利地通过第三层石灰岩含水层，消除了来自三灰水的威胁，保证了安全生产。 5 断层的探查工作 岱庄煤矿的地质情况复杂，大的断层有济宁断层、庄头断层、史庄断层、八里铺断层等，还有很多附生断层，由于地面勘探钻孔极少，地质的查明程度低，井下的断层探查靠钻探工作来完成。例探查史庄断层施工中 2007 年 1 月 17 日早班开始钻进施工，至 2007 年 1 月 30 日早班终孔，钻进工程量 127.10m。通过该断层的探查即查明了断层的倾向南东，倾角 76，落差 87m。为下一步巷道的开拓及工作面的布置提供了准确的地质资料。 6 水文补勘 岱庄煤
9、矿隶属于淄博矿业（集团）有限责任公司，井田位于山东省济宁市任城区内，是淄博矿业（集团）有限责任公司在济宁地区建设的第二对大型矿井，由于济宁市区的发展压煤导致矿井主采 3 煤层服务年限缩短。为延长矿井服务年限，实现煤层的厚薄搭配开采，迫切需要开采下组煤（16、17 煤） 。16、17 煤受直接顶板十下灰岩水和底板十三灰岩水、奥陶灰岩水突水的威胁。且富含承压水，而现有水文地质资料不能满足安全生产的需要，为保证下组煤首采区的安全开采，进一步查清影响下组煤（16、17 煤）开采的水文地质条件，为制定经济、合理、有效的防治水方案和措施提供可靠依据，并为全井田下组煤开采提供防治水经验，决定对下组煤水文地质
10、条件补充勘探，从而实现矿井长期高产高效的生产目标。2004 年 10 月中旬开始筹备，11 月 20 日正式开孔施工，52005 年 12 月 31 日施工结束，历时 14 月，施工水文补勘钻孔 18 个，累计钻进工程量 4333.15 m，平均月进尺 309.50 m。通过钻探手段完善并建立下组煤开采顶底板含水层（十下灰、十三灰和奥灰）水文地质动态观测系统、形成下组煤放水试验系统、为岩样采集及力学渗透性试验提供岩样、探明 3 上煤奥灰之间的岩性、厚度、构造等地质情况。为下组煤的工作面布置提供了科学依据。 7 结束语 目前钻探在世界各国煤矿当中被广泛的应用与研究，特别在煤矿防治水治理当中起到很重要的作用， “以最小的投入，创最大的效益” ，通过对矿井内老空区积水、第四系下组底部砂层水、3 下煤层顶板基岩厚度的探查及 3 下煤层底板三灰含水层的综合治理，井下补充勘探，取得了一定的防治水经验，并且掌握了影响 3 下煤层开采的各含水层水文地质情况，为 1300、3300、4300 采区的开采及 1160 工作面的布置提供了技术依据和参数。
