安徽萧县白土矿井水害控制因素分析及其评价(2)

井田内现在评价的是V煤层。V煤层可采范围内平均厚度为0.75m，最大厚度为0.98米，根据ZK102钻孔综合柱状图，对V煤顶板的主要岩性进行分析，V煤覆岩类型为硬型（具体成分见表1）

表1 顶板主要岩石成分表

浅灰色灰岩（5灰） 浅灰白色灰岩（4灰） 浅绿色辉绿石 浅灰白色灰岩（3灰） 8.47m 16.04m 8.3m 15.62m

上覆岩层为水平或缓倾斜时，其冒落带最大高度及导水裂隙带高度的经验公式：

冒落带最大高度： Hc=(4~5)M

导水裂隙带高度：

其中：Hc：冒落带最大高度（m）

M：累计采厚（m）（取平均煤厚0.75m）

Hf：导水裂隙带高度（m）

n：煤分层层数（取1）

通过计算，得出冒裂带最大高度Hc为3~3.75m。导水裂隙带Hf为28.89m。

太原组含水层（5灰）距V煤层顶板约2.34 m，4灰距V煤顶板约13.52m，3灰距V煤顶板约44.11m，从以上数据可以看出，工作面顶板冒落带最大高度沟通工作面顶板灰岩含水层（5灰），导水裂隙带高度导通了4灰含水层。由于3、4、5灰水力联系较好，可以将其作为一个含水层组考虑，所以在开采过程中，太原组顶板的灰岩水一定会进入工作面，所以要采取一定的措施来防治水害，保证V煤的安全开采。

4.2底板水害评价

在本次评价中，鉴于V煤开采在本区及周边地区尚属首次，底板矿压破坏深度、原始导高带高度、底板阻水能力等具体参数尚须进一步测试与统计。若盲目套用其他地区经验参数，反而误差难于确定。为了与周边矿区突水案例作对照，本次评价采用最原始的计算公式2。

公式如下：

式中： --突水系数，Mpa/m；

--隔水层厚度，m；

--水压，MPa。

据Zk102钻孔资料，V煤底板第一层灰岩为6灰，富水性较好的灰岩为10灰。奥陶系灰岩距V煤距离较远若无导水构造，不会直接威胁V煤底板。下面我们仅对6灰和10灰这两层灰岩做评价。

（1）10灰距V煤底板86.25m，水头标高42.15m，以V煤层回采最大深度-150m水平计算（以下同），即水头压力最大为1.92Mpa，则突水系数约为0.022 Mpa/m。

（2）6灰距V煤底板19.45m，6灰、7灰两层灰岩之间隔水层较薄（约0.7米），可以作为V煤底板第一个含水层组考虑。其水压及赋水性尚不确定，根据淮北地区地层概况，太原组灰岩一般都作为含水层考虑，借鉴zkl01孔抽水试验资料，我们取6灰水头标高为42.15米，换算成压力即P=1.92Mp。 6灰与V煤之间隔水层主要岩性及厚度如下表2：

表2隔水层主要岩性及厚度统计

岩性 厚度（米） 备注 泥岩 1.51 无 细砂岩 13.64 中厚层状，局部含水平层理 煤 0.3 无 细砂岩 4.01 下部水平层理发育

则计算突水系数为0.1Mpa/m。

（3）一般情况下，在具有构造破坏的区域突水系数的临界值按0.06MPa/m计算，即认为突水系数不大于0.06 MPa/m是安全的,隔水层完整无断裂构造破坏区域突水系数的临界值按0.15 MPa/m计算是安全的。本矿井V煤层底板10灰的突水系数小于临界值，对V煤底板没有直接的威胁。6灰的突水系数最大为0.1 MPa/m，介于以上两个临界值之间，因此，如不考虑构造影响，根据这个要求说明本矿井9煤层在太灰上开采是安全的。但在构造影响区，还存在突水的可能性。

5.总结

通过认真分析总结矿区水文地质资料，采用目前成熟有效的理论分析了煤矿V煤开采水害问题，得出如下结论：V煤层的主要充水水源为太原组灰岩岩水（3-5灰），其富水性较好，太原组灰岩（4、5灰）位于冒裂带之内，灰岩水会进入工作面。建议在防排水系统完全完工后再进行工作面的回采，建议提前做好疏放水工作3。

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