南峰擴區綜合防治水技術
摘 要：該文簡要介紹五陽煤礦南峰擴區在承受奧灰水壓力大，地質條件複雜的情況下，保障準備巷道安全掘進的技術要點。
關鍵詞：承壓開采 地質條件複雜 情況下的安全掘進
一、掘進前存在的問題：
潞安礦業（集團）公司五陽煤礦是一座有著40年開采曆史的國有大型煤炭企業，隨著其采掘活動的延伸，工作麵逐漸轉向煤層埋藏較深、承受水壓較大、地質條件複雜的南峰擴區（又稱七六采區）。特別是兩條開拓巷道（七六軌道下山、七六皮帶下山），要穿過埋深達600米、承受水壓達3.5MPa（掘進巷道最低標高300米，承壓奧灰水位標高650米）、構造發育的天倉向斜軸。如何在地質條件複雜的情況下進行承壓安全掘進顯得尤為突出。
二、掘進巷道前方地質特征：
1.西大巷斷層：
該斷層為北升南降的正斷層，走向北50o東，傾向南東，傾角75o，區內最大落差70米，預計掘進巷道前方落差30米左右，西大巷掘進曾有揭露。
2.天倉向斜：
為一橫貫全區的主要構造，區內延伸約4公裏，軸向北東東，兩翼對稱，傾角15o，局部達25o，預計掘進巷道前方煤（岩）層坡度20o左右。
3.陷落柱：
井田內共揭露或探測陷落柱40餘個。在3號煤層中揭露最大97750m2，最小750m2，擴區內一般為3000m2左右。陷落柱主要集中於天倉向斜軸兩側700米範圍內。掘進頭前方為陷落柱發育區。
4.地質異常：
根據南峰擴區電法勘探資料，區內奧灰岩溶發育有三個低阻異常帶（多次井下直流電法探測數據表明，有低阻異常帶時，圍岩必定有充水構造），掘進頭前方正處於第二個低阻異常帶西段。
5.井下出水異常：
巷道掘進過程中出現局部湧水異常，湧水量為2--3m3/h，取樣化驗其水質為HCO3-CL-K+Na+型水，據已有資料尚不能排除煤層底板灰岩水有沿構造裂隙帶向上補給的可能（應當說明的是，HCO3-CI-K+Na+型水大多形成於封閉的還原環境，含水層徑流條件差，富水性弱）。
1.七六軌道向前掘進的同時，采用物探和鑽探相結合的方法，探測掘進頭前方是否有導水斷層和岩溶陷落柱。具體方法是采用紅外線測溫、地質03manbetx 、直流電法超前探測掘進頭前方斷層及其它地質構造賦存情況及其突水危險性，作為施工中采取相應安全技術措施的依據。
2.在七六軌道、皮帶巷掘進頭距西大巷斷層破碎帶100m處停止向前掘進，選擇合適位置先施工七六軌道下山、七六皮帶下山兩座防水閘門硐室，待兩座防水閘門硐室施工結束，經注水耐壓檢測合格後，巷道可以安全繼續掘進。
3.在預計七六軌道巷掘進頭距西大巷斷層破碎帶50m處停止向前掘進，打探水鑽，探明西大巷斷層的準確位置及水文情況，以便采取相應的安全技術措施。
1).超前探水：首先在掘進頭沿煤層頂板岩層水平布置一探水鑽，打到斷層位置。如果斷層無水，再由掘進頭沿傾斜方向向下布置一穿透煤層的鑽孔，在斷層處揭露K4灰岩。若兩探水鑽孔均不出水，則可判定西大巷斷層沒有導水可能，可采取加強支護的方式直接通過斷層破碎帶。支護方式：在距西大巷斷層破碎帶20m處開始下地拱，並采取25U型鋼拱形可縮性支架與300mm厚混凝土镟聯合支護形式通過斷層破碎帶，防止斷層因日後受采動影響滯後突水。
2).若探水鑽孔出水，應根據水壓、湧水量情況確定注漿堵水方案，重點封堵斷層破碎帶或煤層底板K4灰岩含水層。注漿堵水工作完成後，須另打一探水鑽孔檢查注漿堵水效果，確認達到堵水目的後，采取上述加強支護的方式通過斷層破碎帶。
3).探水鑽孔必須安設套管，套管外壁與探水孔之間空隙采用注漿充填；套管采用防噴裝置，其外露端安設配套閘閥，並考慮測壓表的安裝。
4．斷層煤柱沿西大巷斷層走向兩側留設防水煤柱。主要作用是將西大巷南北兩翼分區，使天倉向斜高突水危險區與上部分開，當深部發生水患時，關閉防水閘門，可保證礦井其它地區繼續安全生產。
5.井下取樣進行水質化驗，確定奧灰水、薄層灰岩水、煤係砂岩水等含水層水質特征組織井上下水位動態觀測，繪製不同含水層等水位線，結合井下物探和化探資料，預測可能存在的導水裂隙帶及導水水源。
6.加強日常觀測，采取邊探邊掘、加強支護、嚴密觀察的措施：
1）.在巷道掘進頭兩側中部位置沿巷道掘進方向超前探鑽兩米以上，每次掘進循環進度1m，保留超前鑽孔1m以上。放炮後若無異常，即可進行下一循環。若發現異常，應停止掘進，待研究後再作處理。
2）.巷道穿過斷層破碎帶時，從破碎帶位置開始前後5m之內需加強支護，支護方式為半園拱形全封閉混凝土形式。
3）.每一掘進循環需對岩層、斷層、裂隙、頂板湧水、溫度等進行嚴密觀測，根據有關資料03manbetx
掘進頭前方突水可能性，采取必要的防治措施。
四、南峰擴區防治水工程存在的技術問題
礦井現有技術資料中，缺少對斷層、陷落柱等地質構造導水性方麵的描述，區內各含水層水文地質沒有進行充分的定性03manbetx 。建議在今後的工作中，應根據掌握的水文地質資料，充實奧灰水的帶壓開采問題和構造導水性03manbetx 的內容，完善礦井防治水工作理論。同時繼續研究南峰擴區的排水係統、巷道布置在高應力區的支護問題。
五、南峰擴區防治水綜合治理技術總結
南峰擴區開拓巷道從1999年到2003年8月與南峰風井貫通，時間長達五年多。在七六軌道下山，七六皮帶下山掘進施工期間，經曆了設計方案優化、施工防水閘門硐室、過西大巷斷層、過天倉向斜軸的複雜施工過程。在巷道支護、掘進方法、水文條件預測預報，根據岩層條件、瓦斯湧出量觀測、煤層形變規律、地溫與地質條件的關係、地下水徑流條件、地下水化學分析、斷層溶岩陷落柱分布規律及性質、煤層頂底板組合條件等多方麵進行了長期工程技術研究。保證了采區主體開拓工程安全施工。目前，采區軌道下山、皮帶下山、回風立井等主體開拓工程已經完工，正在進行采煤工作麵準備。將南峰擴區工程建設安全綜合治理技術予以總結，對礦井安全生產、穩產高效具有重要的現實意義。
作者簡介：馬勝奎（1972-），男，工程師，1993年畢業於徐州煤炭工業學校，2004年自修完太原理工大學工商企業管理專業，現為五陽煤礦地測科主任工程師，主要從事礦井地質與水文地質工作。
