煤田地质与勘探

作者：刘洋, 杨建, 周建军,

关键词：蒙陕接壤区, 工作面涌水量, 全生命周期, 关键含水层, 隔水层再造,

蒙陕深埋矿区属于新开发矿区，煤炭开采扰动下水文地质特征仍不清楚，基建和生产过程中发生了多种类型的水害问题，其中工作面回采过程中和回采结束后的涌水变化特征研究处于空白，给井下排水系统设置和防治水工作开展增加了难度。为查清工作面回采前后的全生命周期涌水量演化规律，开展顶板含水层分布、导水裂隙带发育、涌水量变化等方面的实测研究。结果表明：煤层顶板地层均属于河流/河湖相沉积，空间上呈含隔水层互层状展布，隔水层的主要岩性为泥岩、砂质泥岩；受控于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的单斜构造，含煤地层高程在蒙陕接壤区最低，其顶板侏罗纪煤系含水层属于区域性地下水滞流区。煤层顶板地层在中生代沉积旋回作用下，发育了3层直接充水含水层，其中直罗组七里镇砂岩(Ⅰ号含水层)距离3-1煤层顶板77.4~109.4 m，呈富水强、水压高的特点；导水裂隙带实测高度为103.4 m，裂采比18.8，工作面回采过程中导水裂隙带将发育至Ⅰ号含水层。工作面回采前期，随着导水裂隙带向上发育沟通不同含水层，采空区涌水量呈阶段性增加，工作面回采至300 m左右，采空区涌水出现第一个峰值；工作面回采中后期，导水裂隙带持续周期性发育，导致顶板含水层破坏范围不断扩大，采空区涌水量仍呈台阶式增加；工作面回采结束前后，采空区范围内顶板导水裂隙带发育最强烈、范围最大，出现采空区涌水量最高值；工作面回采结束后，在其顶板隔水层中泥质组分的自弥合作用下，隔水层逐渐再造，导水裂隙宽度变窄、数量变少，采空区涌水量“缓坡式”衰减(每小时几十立方米以内)。对工作面涌水量实现全生命周期演化规律掌握，可以为蒙陕深埋矿区井下工作面防治水工作提供科学依据。

来源：2022年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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