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摘 要：矿井水害综合治理技术是从多种水害治理方法入手，综合治理水害，从多方面去防治在采掘过程中发生突水，为采掘工作面预防突水奠定基础，可使工作面的防治水工作做到有的放矢，从而达到保证矿井安全生产的目的。
关键词：矿井；水害综合治理；疏水降压；注浆封堵
一、概况
中马村矿位于河南省焦作市东北8公里，井田地处焦作煤田中部。井田呈北东～南西方向展布，北东～南西长约10km，北西～南东宽约1.15～2.40km，面积为17.1219km2。
中马村矿是“一五”期间前苏联援建我国的156项工程之一，由列宁格勒煤矿设计院设计，于1955年9月开始建井，建井期间曾两次巷道突水淹井，1970年7月投产，核定生产能力115万t/a。全矿设计采用立井开拓，开凿主立井、副立井、进风立井和回风立井五个井筒。主采煤层为二叠系山西组二1煤层。
二、井田内构造
中马村矿井田基本构造形态为走向40～100°，倾向130～190°，倾角8～14°左右的缓倾斜单斜构造。井田内以断裂构造为主，均为高角度正断层，且以近东西和北东向断层为主，局部发育北西向正断层，井田内发现落差大于100m的断层5条，落差50～100m的断层6条，落差10～50m的断层16条，落差小于10m的断层92条。本区域为一缓倾斜的单斜构造，煤层产状仅在局部有波状起伏。井田内煤系地层无岩浆岩。井田内西部断层较多，东部断层较少，构造复杂程度属中等。
三、矿井水文地质条件
中马村矿水文地质类型为极复杂型。按照地层的岩性、厚度、含水空间特征及埋藏条件等，矿区内可划分三种类型的含水岩组，即新近系、第四系砂、卵砾石孔隙含水岩组，二叠系砂岩裂隙含水岩组，奥陶系及石炭系灰岩（O2、L2、L8）岩溶裂隙含水岩组，其中L8、L2、O2灰岩含水层富水性强，是矿井水的主要充水水源。据中马村矿历年突水资料统计：中马村矿自建井以来共发生突水101次（底板含水层突水69次），其中L8灰岩岩溶裂隙水突水64次，占总突水次数的63.4%（占底板突水次数的92.8%），造成淹井3次，淹采区1次，L8灰岩岩溶裂隙水是中马村矿最直接的突水水源，突水威胁最大。
受断层等构造影响，矿井东部水文地质单元被划为25采区以西、25采区以东两大水文地质单元。这两个水文地质单元L8灰岩的赋水性不尽相同，其中25采区以西L8灰岩存在垂向补给，裂隙连通良好，矿井从建井至今，几次较大的突水事故包括淹井3次，淹采区1次均发生在25采区以西采掘区域，L8灰岩水疏放效果不理想，水位降深有限，达不到预想效果；25采区以东采掘区域L8灰岩含水层富水性和补给性均较差，易于疏降。中马村矿目前的生产地区均位于25采区以东，主要集中27、211和39采区。
四、水害综合治理技术
（一）实施背景
煤层底板含水层是矿井涌水的主要来源之一，特别是焦作矿区底板突水频繁且突水量大。煤层直接含水层如果与深部强含水层存在导水通道，对煤层底板直接含水层形成补给后，涌水量极大、破坏性极强，会造成采掘头面停采、停掘，甚至造成淹井的后果，因此，矿井水害治理尤为重要。
目前的水害治理方法较单一，不能很好的对直接充水含水层进行加固，不能从多方面去防治在采掘过程中发生突水，严重威胁矿井的安全生产。
（二）水害综合治理关键技术
矿井水害综合治理技術研究，就是对各种水害治理技术的综合应用。主要是根据已知的矿井水文地质资料，分析不同地点的存在不同的水害类型，对分析结果继续统筹安排，对各个存在水害地点有针对性的采取多种水害治理方法，进行分区、分地点的水害治理。
（三）水害综合治理技术应用
矿井水害综合治理技术研究，就是在已知的水文地质资料基础上，有针对性的对矿井水害采取一种或多种水害综合治理技术，该技术是由断层加固、底板注浆加固、疏水降压、出水点封堵、失控水文孔处理等技术组成，我们可以针对不用的水害类型采取不同的水害防治措施，具体如下：
1）断层加固是针对采掘巷道遇断层前采取的水害治理方法，以防止采掘工作面揭露断层而引发的突水事故；
2）疏水降压是针对在采掘区域内富水性弱、补给性差时采取的水害治理方法，使采掘工作面不进行底板注浆改造的情况下实现带压开采或不受含水层突水威胁；
3）底板加固是针对在采掘区域内地质条件复杂，裂隙发育，导致富水性强、补给性好时采取的水害治理方法，将极复杂的水文地质条件改造为相对简单的水文地质条件；
4）出水点封堵是针对以往采掘过程中发生过出水的地点，在出水点附近进行采掘活动前，有目的性的进行封堵的水害治理方法，以减小矿井排水费用；
5）失控水文孔处理技术是针对矿井各个地区水文地质孔由于套管断裂或钻孔打中水体而出水时采取的水害治理方法，以减少矿井排水费用，改善生产作业环境，提高矿井抗灾能力。
（四）水害综合治理技术亮点
该技术改变了单一的水害治理模式，增加了多种水害治理技术，完善了水害治理技术上的不足之处，确保了水害治理效果，保证了矿井的安全生产。例如针对富水性弱，补给性差且有断层存在的地区，可以采用断层加固及疏水降压等水害综合治理技术来确保该地区的安全采掘，确保矿井在采掘过程中不发生突水事故。利用该技术可解放受水威胁煤层，使煤炭资源得到充分利用。
五、效果评价
改变了单一的水害治理模式，增加了多种水害治理方法，完善了水害治理技术上的不足之处，确保了水害治理效果。
1）安全效益：确保了矿井“V”字型底板抽采巷的掘进安全；确保了采煤工作面的安全回采。
2）经济效益：自采用该综合技术方法，中马村矿L8灰岩水位已经疏降至安全水头值以下，原计划需进行底板注浆改造的工作面已不再需要注浆工程，节省了6个工作面的底板注浆改造工程费用约3000万元；同时解放了二1煤层储量1208万吨，创造产值约5.4亿元，扭转了矿井无法正常接替，经济效益滑坡、长期亏损的被动局面，为全矿的经济发展重新注入了生机和活力。
3）社会效益：为其它类似水文地质条件下的煤田防治水工作提供了很好借鉴经验，具有良好的社会效益。
关键词：矿井；水害综合治理；疏水降压；注浆封堵
一、概况
中马村矿位于河南省焦作市东北8公里，井田地处焦作煤田中部。井田呈北东～南西方向展布，北东～南西长约10km，北西～南东宽约1.15～2.40km，面积为17.1219km2。
中马村矿是“一五”期间前苏联援建我国的156项工程之一，由列宁格勒煤矿设计院设计，于1955年9月开始建井，建井期间曾两次巷道突水淹井，1970年7月投产，核定生产能力115万t/a。全矿设计采用立井开拓，开凿主立井、副立井、进风立井和回风立井五个井筒。主采煤层为二叠系山西组二1煤层。
二、井田内构造
中马村矿井田基本构造形态为走向40～100°，倾向130～190°，倾角8～14°左右的缓倾斜单斜构造。井田内以断裂构造为主，均为高角度正断层，且以近东西和北东向断层为主，局部发育北西向正断层，井田内发现落差大于100m的断层5条，落差50～100m的断层6条，落差10～50m的断层16条，落差小于10m的断层92条。本区域为一缓倾斜的单斜构造，煤层产状仅在局部有波状起伏。井田内煤系地层无岩浆岩。井田内西部断层较多，东部断层较少，构造复杂程度属中等。
三、矿井水文地质条件
中马村矿水文地质类型为极复杂型。按照地层的岩性、厚度、含水空间特征及埋藏条件等，矿区内可划分三种类型的含水岩组，即新近系、第四系砂、卵砾石孔隙含水岩组，二叠系砂岩裂隙含水岩组，奥陶系及石炭系灰岩（O2、L2、L8）岩溶裂隙含水岩组，其中L8、L2、O2灰岩含水层富水性强，是矿井水的主要充水水源。据中马村矿历年突水资料统计：中马村矿自建井以来共发生突水101次（底板含水层突水69次），其中L8灰岩岩溶裂隙水突水64次，占总突水次数的63.4%（占底板突水次数的92.8%），造成淹井3次，淹采区1次，L8灰岩岩溶裂隙水是中马村矿最直接的突水水源，突水威胁最大。
受断层等构造影响，矿井东部水文地质单元被划为25采区以西、25采区以东两大水文地质单元。这两个水文地质单元L8灰岩的赋水性不尽相同，其中25采区以西L8灰岩存在垂向补给，裂隙连通良好，矿井从建井至今，几次较大的突水事故包括淹井3次，淹采区1次均发生在25采区以西采掘区域，L8灰岩水疏放效果不理想，水位降深有限，达不到预想效果；25采区以东采掘区域L8灰岩含水层富水性和补给性均较差，易于疏降。中马村矿目前的生产地区均位于25采区以东，主要集中27、211和39采区。
四、水害综合治理技术
（一）实施背景
煤层底板含水层是矿井涌水的主要来源之一，特别是焦作矿区底板突水频繁且突水量大。煤层直接含水层如果与深部强含水层存在导水通道，对煤层底板直接含水层形成补给后，涌水量极大、破坏性极强，会造成采掘头面停采、停掘，甚至造成淹井的后果，因此，矿井水害治理尤为重要。
目前的水害治理方法较单一，不能很好的对直接充水含水层进行加固，不能从多方面去防治在采掘过程中发生突水，严重威胁矿井的安全生产。
（二）水害综合治理关键技术
矿井水害综合治理技術研究，就是对各种水害治理技术的综合应用。主要是根据已知的矿井水文地质资料，分析不同地点的存在不同的水害类型，对分析结果继续统筹安排，对各个存在水害地点有针对性的采取多种水害治理方法，进行分区、分地点的水害治理。
（三）水害综合治理技术应用
矿井水害综合治理技术研究，就是在已知的水文地质资料基础上，有针对性的对矿井水害采取一种或多种水害综合治理技术，该技术是由断层加固、底板注浆加固、疏水降压、出水点封堵、失控水文孔处理等技术组成，我们可以针对不用的水害类型采取不同的水害防治措施，具体如下：
1）断层加固是针对采掘巷道遇断层前采取的水害治理方法，以防止采掘工作面揭露断层而引发的突水事故；
2）疏水降压是针对在采掘区域内富水性弱、补给性差时采取的水害治理方法，使采掘工作面不进行底板注浆改造的情况下实现带压开采或不受含水层突水威胁；
3）底板加固是针对在采掘区域内地质条件复杂，裂隙发育，导致富水性强、补给性好时采取的水害治理方法，将极复杂的水文地质条件改造为相对简单的水文地质条件；
4）出水点封堵是针对以往采掘过程中发生过出水的地点，在出水点附近进行采掘活动前，有目的性的进行封堵的水害治理方法，以减小矿井排水费用；
5）失控水文孔处理技术是针对矿井各个地区水文地质孔由于套管断裂或钻孔打中水体而出水时采取的水害治理方法，以减少矿井排水费用，改善生产作业环境，提高矿井抗灾能力。
（四）水害综合治理技术亮点
该技术改变了单一的水害治理模式，增加了多种水害治理技术，完善了水害治理技术上的不足之处，确保了水害治理效果，保证了矿井的安全生产。例如针对富水性弱，补给性差且有断层存在的地区，可以采用断层加固及疏水降压等水害综合治理技术来确保该地区的安全采掘，确保矿井在采掘过程中不发生突水事故。利用该技术可解放受水威胁煤层，使煤炭资源得到充分利用。
五、效果评价
改变了单一的水害治理模式，增加了多种水害治理方法，完善了水害治理技术上的不足之处，确保了水害治理效果。
1）安全效益：确保了矿井“V”字型底板抽采巷的掘进安全；确保了采煤工作面的安全回采。
2）经济效益：自采用该综合技术方法，中马村矿L8灰岩水位已经疏降至安全水头值以下，原计划需进行底板注浆改造的工作面已不再需要注浆工程，节省了6个工作面的底板注浆改造工程费用约3000万元；同时解放了二1煤层储量1208万吨，创造产值约5.4亿元，扭转了矿井无法正常接替，经济效益滑坡、长期亏损的被动局面，为全矿的经济发展重新注入了生机和活力。
3）社会效益：为其它类似水文地质条件下的煤田防治水工作提供了很好借鉴经验，具有良好的社会效益。