東灘礦43上08工作麵突水分析

東灘井田位於兗洲向斜的中段近軸部，現開采的3煤屬二疊係山西組煤層，平均厚度5.4 m。3煤頂板以上有3煤頂板砂岩含水層、侏羅係上統蒙陰組砂岩含水層（簡稱“紅層”）和第四係孔隙含水層。3煤頂板砂岩水層厚7.53～41.72 m，中細砂岩為主，賦水性主要受構造、裂隙和岩性等因素的控製。侏羅係“紅層”厚度大（150～794.86 m），岩性以紫紅色中、細砂岩及粉砂岩為主，賦水性不相同，在裂隙發育區可出現較大水量。在兗州礦區的其它井田如南屯、鮑店紅層是礦井的主要充水水源。第四係孔隙含水層厚度57.26～226.34 m，平均124.61 m，以黃褐、灰綠色砂質粘土為主，富水性上下不一，上段較大，中段弱，下段弱到中。

1 綜放麵突水過程

43上08綜放工作麵位於井田西翼，東起4307工作麵（未采），西臨4309采空區，南北走向長2 162.3 m，東西寬202.8 m，平均煤厚5.89 m，工作麵底板標高-616.5～-520.8 m。此麵上C4向斜軸部發育有落差0.5～4.4 m的斷層7條，7月3日因設備原因停產時工作麵已推進2 075.1 m，距設計停產線82.2 m。7月4日因工作麵停產頂板來壓，架子下沉，21時工作麵30～40號架頂板出現淋水，湧水量6 m3/h，5日湧水量20 m3/h。7日增至310 m3/h，取水樣化驗，水質為SO4－Na型。8日水量出現第一次峰值450 m3/h，取水樣化驗，水質仍為SO4-Na型。之後水量開始減少，基本穩定在60.0 m3/h左右。20日湧水量出現第二次峰值570 m3/h，以後逐漸減少，7月29日湧水量60.0 m3/h，8月6日湧水量降至23.0 m3/h，見圖1。至此突水最終得到控製。在7月7日至8月6日近一個月時間內，工作麵累計湧水量200 767 .5m3

2 突水03manbetx

2.1 突水原因

1）突水點位於C4向斜軸附近，揭露落差為0.5～4.4 m的斷層7條，是較好的構造裂隙富水區。這一點也為突水點上方的補29孔鑽探資料所證實。鑽探中曾在608.10～609.20 m深處（頂析砂岩層段內）出現過衝洗液消耗量全漏的現象。但這還不能解釋570 m3/h的突水量。因3煤頂板砂岩水層厚度有限，水量以靜儲量為主。所以一般情況下，礦井突水若無其它水源介入時，水量不會太大。除非有其它水源的介入，向斜軸附近彙水條件良好，當有足夠的補給水源時，就可能形成較大的突水量。

2）突水發生在工作麵停采時，說明礦壓作用是突水的誘發因素。因為停采時，礦壓集中作用在支架上，支架受壓下沉，導致頂板變形、破裂、破壞。彙集裂隙水，造成頂板突水。隨著時間的延長，應力的進一步作用，致使導水裂隙帶的範圍和高度大大增加，在采空區內老頂冒落的同時還可導致原有的斷層活化或發展延伸，溝通其它水源如紅層水或采空區水。

2.2 突水水源

1）條件03manbetx ：紅層厚度大，水量較豐富，在附近一些礦區（如鮑店、南屯）的開采過程中，常形成較大突水。但紅層在此處與3煤頂板砂岩的距離有107.0 m根據兗洲礦區綜采放頂煤實測采裂比最大為1:12推算，4308綜放麵最大裂高為60.0 m，裂高至紅層仍有47 m距離，采動裂隙穿過它的可能性較小。但不排除應力長時間作用，斷層活化的導通。

2）水質03manbetx ：在突水點共采集5個水樣，化驗結果列於表1。水質均為SO4-Na型。既不同於3煤頂板砂岩水（HCO3-Na、Ca型）也不同於J3紅層水，比較符合采空區水（SO4-Na型）的典型特征。由於煤層頂底板均為頁岩和泥岩，岩石顆粒表麵易吸附Na+，當地下水在采空區內富集時，水中的Ca2+與岩石顆粒表麵的Na+會產生陽離子交替吸附作用，置換出來的Na+進入了水中。由於采空區處於相對封閉的還原環境，使得水中Na+濃度逐漸累積，使原水的化學成分得到改變。形成采空區特有的SO4-Na型水。

3）水位03manbetx ：據4308工作麵周圍10個地麵長觀孔觀測資料第四係孔和紅層孔水位變動不明顯；煤係砂岩孔水位降深較大，以致於無法測到。

4）水量分析：此次突水水量較大，最大570 m3/h。期間水量出現兩次峰值,但衰減較快。這與采空區突水水量特征相似。

綜上所述，43上08工作麵突水水源來自空區。由於43上08工作麵與西部4309采空區相連，故推斷水源來自4309采空區。

3 結語

1）43上08工作麵的突水量構造和礦壓共同作用的結果。構造發育是產生突水的前提條件，而工作麵停采導致礦壓加大，頂板變形，老頂冒落，產生影響範圍更大的冒裂區，從而將其它水源導入礦井。因此，開采過程中應盡量保持工作麵的穩步推進，避免停采發生。

2）突水水源來自4309采空區，SO4-Na型水質和水量峰值在短期內快速下降為直接證據；水位和條件分析對紅層水源的否定成為間接證據。