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摘要：根据双马煤矿以往资料及生产实践经验对101采区地质、水文地质条件进行科学分析后认为，对4-1煤顶板延安组含水层和直罗组下段粗砂岩含水层进行提前疏放，减小采后周期性冒落引起的峰值涌水量，实现“消峰平谷”，对4-1煤层10104103工作面编制了疏放水设计并进行施工，确保该工作面安全、高效的回采。
关键词：双马煤矿；含水层；涌水量
双马井田位于宁夏回族自治区灵武市东南约60Km处，行政区划隶属灵武市和吴忠市盐池县管辖。双马井田的范围：北以马家滩矿区北边界为界，与鸳鸯湖矿区的麦垛山、红柳井田相邻；南至老庄子横断层；西以于家梁断层为界；东至马柳断层。地理坐标：东经106°43′51″～106°53′13″；北纬37°26′26″～37°49′05″。井田南北长13.7Km，东西宽7.3～9.4Km，井田面积约116.42Km2。双马井田东、西区是以李新庄断层为界来划分的，李新庄断层以西为井田的西区，面积约45.86Km2；以东为井田的东区，面积约70.56Km2。
一、双马煤矿地质构造概况
双马煤矿构造与马家滩矿区构造特征一致，双马井田的构造基本规律是，断裂构造与褶曲轴向主要是NNW向，断层以逆断层为主，并且多为高角度的冲断层，断层落差较大；褶曲的完整性被断层破坏，褶皱的强度不大，褶皱的轴面基本保特直立，两翼倾角不大，基本上是对称的向背斜构造。除NNW向的主要构造外，还发育有次一级的NEE向的一组断裂构造（EF5断层），这些构造以正断+走滑断层为主，这类断层一般切割NNW向断层与褶皱。这样就造成了勘查区南北成带，东西分块的构造格局。
井田内构造总体为NNW向，断裂、褶曲发育，规模较大。根据地震解释成果和钻孔揭露显示，区内煤层的赋存形态以周家沟于家梁背斜和长梁山马家滩向斜及鸳鸯湖冯记沟背斜为主体构造的背向斜相间的构造形态。井田内还发育有一系列的NNW和NEE向两组断裂，前者以逆断层为主，后者由于受南北扭应力和张应力的作用，产生了一系列NEE向的正断层。煤层倾角一般在15～60°之间变化，在断层带附近及煤层露头处煤层倾角较大。
双马井田主要褶曲构造由西向东有周家沟于家梁背斜、长梁山马家滩向斜、鸳鸯湖冯记沟背斜、并伴生次一级的向背斜。区内断裂构造主要发育有F9断层、杜窑沟断层、李新庄断层、F1断层、F2断层、F5断层、马柳断层等253条断层。井田内地质构造属中等，局部偏复杂。
二、侏罗系中统直罗组含水层
双马煤矿4-1煤顶板侏罗系中统直罗组下段砂岩裂隙孔隙含水层组在全井田内广泛分布，属干旱条件下的河流沉积相。上部为土黄、绿色、绿带紫斑、紫红色带绿斑及紫红色、砖红色的粉砂岩、细粒砂岩为主，夹薄层长石石英中粒砂岩及泥岩，上覆古近系红色粘土层，局部与古近系底砾岩直接接触。中部以灰绿色及灰绿带紫斑的粉砂岩、细粒砂岩为主，夹薄层中粒砂岩，富水性中等。下部为浅灰、灰绿色粉砂岩与石英长石粗、中、细粒砂岩互层。主要含水段为粗粒含砾长石石英砂岩（简称七里镇砂岩），泥、钙质胶结，胶结程度较差，具大型交错层理，局部地段裂隙发育，钻探上表现为钻孔漏水现象。本含水层是影响本井田煤层开采的主要含水层。平面上该含水层富水性中南部较强，北部富水性弱，地下水由西北向东南迳流。
根据钻孔统计资料，含水层厚度3.5～290.35m，平均厚度104.34m，其厚度变化规律表现为长梁山马家滩向斜轴部一带相对较厚，两侧周家沟于家梁背斜、鸳鸯湖冯记沟背斜轴部相对较薄。
根据普、详查502-1孔、302-1孔、1901-1孔及M1701孔、1611-1孔、2211-1孔抽水试验资料，水位标高1299.82～1341.08m，钻孔单位涌水量0.006～0.1988 L/s·m，渗透系数0.0046～0.4562 m/d，PH值7.8，地下水矿化度3.34～13.41 g/L，水质类型为Cl-Na型。含水层富水性为弱～中等。
三、疏放水钻孔设计依据
（1）钻场间距：
根据鸳鸯湖矿区各矿井顶板水探放经验，对于首采工作面，由于水文地质条件掌握程度不够，暂时按照等间距设置钻场，即每隔100m设置一个钻场。
（2）每个钻场内钻孔个数：
对于试验段范围内每个钻场设计4个钻孔，顶板水正式疏放段每个钻场设计2个钻孔，当钻场内各钻孔水量较大时（>20m3/h），钻场内可适当增加1～2个钻孔，当钻场内各钻孔水量较小时（<2 m3/h），钻场内可以减少一个钻孔，但是每个钻场必须保证施工一个平行于巷道和一个垂直于巷道的钻孔。
当钻场位于物探解释的低阻异常区时，可以适当增加钻孔数量，对物探成果进行验证，同时要保障各钻场的临时排水系统，以便钻孔水量较大时，可以及时将钻孔疏放水量排走。
（3）钻孔方位角：
钻孔方位角主要和工作面内部的构造有关，根据鸳鸯湖矿区石槽村煤矿探放水经验，平行于背斜轴方向的钻孔水量通常较大，而垂直于背斜轴方向的钻孔水量通常较小，通过分析认为地下水径流受到了构造裂隙方向的影响，由背斜轴部向两翼径流，平行于背斜轴方向的钻孔对地下水径流的截留作用明显，水量较大。结合I0104103工作面水文地质条件分析，工作面位于鸳鸯湖背斜西翼，为一单斜构造，在钻孔方位角确定时，每个钻场沿背斜轴（巷道方向）布置一个钻孔。
（4）钻孔倾角
钻孔倾角主要由钻孔的平距和垂距决定，同时考虑到钻机施工条件与疏放水效果，为了便于钻机施工，钻孔倾角通常小于45°，钻孔角度过小，易出现塌孔、堵孔等现象。因此，钻孔倾角设计为25～45°为宜。
（5）钻孔平距
疏放水钻孔要尽可能覆盖整个工作面，平行于巷道方向的钻孔平距至少大于钻场间距，垂直巷道方向的钻孔平距等于大于工作面倾向长度的二分之一，使得整个工作面的疏放水盲区尽可能少，达到最佳疏放效果。
（6）钻孔垂距
为了使4-1煤顶板延安组与直罗组含水层中的静储量得到有效疏放，降低顶板水水压，疏放水钻孔施工的目的层为直罗组粗砂岩含水层顶部，在对直罗组粗砂岩含水层水疏放的同时，也对4-1煤顶板延安组含水层进行疏放。
四、疏放水钻孔初始涌水量
由于工作面切眼标高低于停采线标高，整个工作面为仰采。根据《双马煤矿钻孔初始涌水量统计表》分析：工作面所施工的钻孔中最大疏放水量超过50m3/h的钻孔有10个，结合疏放水钻孔平面布置图分析，凡是最大疏放水量超过50m3/h的钻孔均为垂直于或者近似垂直于直鸳鸯湖背斜轴或F1逆断层走向。
距切眼300米范围内施工的疏放水钻孔初始涌水量与停采线附近施工的疏放水钻孔涌水量相比较大。
参考文献：
【1】《宁夏回族自治区宁东煤田马家滩矿区双马井田勘探地质报告》，2008年；
【2】《神华宁夏煤业集团双马煤矿11采区首采工作面及F1逆断层水文地质补充勘探工程物探报告》，2013年；
【3】葛如冰.等：《高密度电阻率法在断层破碎带调查中的应用》.勘探科学技术.2003年；
作者简介：马智（1985— ），男，回族，本科生，宁夏银川市人，工作单位：神华宁夏煤业集团双马煤矿，主要研究煤矿地质。
关键词：双马煤矿；含水层；涌水量
双马井田位于宁夏回族自治区灵武市东南约60Km处，行政区划隶属灵武市和吴忠市盐池县管辖。双马井田的范围：北以马家滩矿区北边界为界，与鸳鸯湖矿区的麦垛山、红柳井田相邻；南至老庄子横断层；西以于家梁断层为界；东至马柳断层。地理坐标：东经106°43′51″～106°53′13″；北纬37°26′26″～37°49′05″。井田南北长13.7Km，东西宽7.3～9.4Km，井田面积约116.42Km2。双马井田东、西区是以李新庄断层为界来划分的，李新庄断层以西为井田的西区，面积约45.86Km2；以东为井田的东区，面积约70.56Km2。
一、双马煤矿地质构造概况
双马煤矿构造与马家滩矿区构造特征一致，双马井田的构造基本规律是，断裂构造与褶曲轴向主要是NNW向，断层以逆断层为主，并且多为高角度的冲断层，断层落差较大；褶曲的完整性被断层破坏，褶皱的强度不大，褶皱的轴面基本保特直立，两翼倾角不大，基本上是对称的向背斜构造。除NNW向的主要构造外，还发育有次一级的NEE向的一组断裂构造（EF5断层），这些构造以正断+走滑断层为主，这类断层一般切割NNW向断层与褶皱。这样就造成了勘查区南北成带，东西分块的构造格局。
井田内构造总体为NNW向，断裂、褶曲发育，规模较大。根据地震解释成果和钻孔揭露显示，区内煤层的赋存形态以周家沟于家梁背斜和长梁山马家滩向斜及鸳鸯湖冯记沟背斜为主体构造的背向斜相间的构造形态。井田内还发育有一系列的NNW和NEE向两组断裂，前者以逆断层为主，后者由于受南北扭应力和张应力的作用，产生了一系列NEE向的正断层。煤层倾角一般在15～60°之间变化，在断层带附近及煤层露头处煤层倾角较大。
双马井田主要褶曲构造由西向东有周家沟于家梁背斜、长梁山马家滩向斜、鸳鸯湖冯记沟背斜、并伴生次一级的向背斜。区内断裂构造主要发育有F9断层、杜窑沟断层、李新庄断层、F1断层、F2断层、F5断层、马柳断层等253条断层。井田内地质构造属中等，局部偏复杂。
二、侏罗系中统直罗组含水层
双马煤矿4-1煤顶板侏罗系中统直罗组下段砂岩裂隙孔隙含水层组在全井田内广泛分布，属干旱条件下的河流沉积相。上部为土黄、绿色、绿带紫斑、紫红色带绿斑及紫红色、砖红色的粉砂岩、细粒砂岩为主，夹薄层长石石英中粒砂岩及泥岩，上覆古近系红色粘土层，局部与古近系底砾岩直接接触。中部以灰绿色及灰绿带紫斑的粉砂岩、细粒砂岩为主，夹薄层中粒砂岩，富水性中等。下部为浅灰、灰绿色粉砂岩与石英长石粗、中、细粒砂岩互层。主要含水段为粗粒含砾长石石英砂岩（简称七里镇砂岩），泥、钙质胶结，胶结程度较差，具大型交错层理，局部地段裂隙发育，钻探上表现为钻孔漏水现象。本含水层是影响本井田煤层开采的主要含水层。平面上该含水层富水性中南部较强，北部富水性弱，地下水由西北向东南迳流。
根据钻孔统计资料，含水层厚度3.5～290.35m，平均厚度104.34m，其厚度变化规律表现为长梁山马家滩向斜轴部一带相对较厚，两侧周家沟于家梁背斜、鸳鸯湖冯记沟背斜轴部相对较薄。
根据普、详查502-1孔、302-1孔、1901-1孔及M1701孔、1611-1孔、2211-1孔抽水试验资料，水位标高1299.82～1341.08m，钻孔单位涌水量0.006～0.1988 L/s·m，渗透系数0.0046～0.4562 m/d，PH值7.8，地下水矿化度3.34～13.41 g/L，水质类型为Cl-Na型。含水层富水性为弱～中等。
三、疏放水钻孔设计依据
（1）钻场间距：
根据鸳鸯湖矿区各矿井顶板水探放经验，对于首采工作面，由于水文地质条件掌握程度不够，暂时按照等间距设置钻场，即每隔100m设置一个钻场。
（2）每个钻场内钻孔个数：
对于试验段范围内每个钻场设计4个钻孔，顶板水正式疏放段每个钻场设计2个钻孔，当钻场内各钻孔水量较大时（>20m3/h），钻场内可适当增加1～2个钻孔，当钻场内各钻孔水量较小时（<2 m3/h），钻场内可以减少一个钻孔，但是每个钻场必须保证施工一个平行于巷道和一个垂直于巷道的钻孔。
当钻场位于物探解释的低阻异常区时，可以适当增加钻孔数量，对物探成果进行验证，同时要保障各钻场的临时排水系统，以便钻孔水量较大时，可以及时将钻孔疏放水量排走。
（3）钻孔方位角：
钻孔方位角主要和工作面内部的构造有关，根据鸳鸯湖矿区石槽村煤矿探放水经验，平行于背斜轴方向的钻孔水量通常较大，而垂直于背斜轴方向的钻孔水量通常较小，通过分析认为地下水径流受到了构造裂隙方向的影响，由背斜轴部向两翼径流，平行于背斜轴方向的钻孔对地下水径流的截留作用明显，水量较大。结合I0104103工作面水文地质条件分析，工作面位于鸳鸯湖背斜西翼，为一单斜构造，在钻孔方位角确定时，每个钻场沿背斜轴（巷道方向）布置一个钻孔。
（4）钻孔倾角
钻孔倾角主要由钻孔的平距和垂距决定，同时考虑到钻机施工条件与疏放水效果，为了便于钻机施工，钻孔倾角通常小于45°，钻孔角度过小，易出现塌孔、堵孔等现象。因此，钻孔倾角设计为25～45°为宜。
（5）钻孔平距
疏放水钻孔要尽可能覆盖整个工作面，平行于巷道方向的钻孔平距至少大于钻场间距，垂直巷道方向的钻孔平距等于大于工作面倾向长度的二分之一，使得整个工作面的疏放水盲区尽可能少，达到最佳疏放效果。
（6）钻孔垂距
为了使4-1煤顶板延安组与直罗组含水层中的静储量得到有效疏放，降低顶板水水压，疏放水钻孔施工的目的层为直罗组粗砂岩含水层顶部，在对直罗组粗砂岩含水层水疏放的同时，也对4-1煤顶板延安组含水层进行疏放。
四、疏放水钻孔初始涌水量
由于工作面切眼标高低于停采线标高，整个工作面为仰采。根据《双马煤矿钻孔初始涌水量统计表》分析：工作面所施工的钻孔中最大疏放水量超过50m3/h的钻孔有10个，结合疏放水钻孔平面布置图分析，凡是最大疏放水量超过50m3/h的钻孔均为垂直于或者近似垂直于直鸳鸯湖背斜轴或F1逆断层走向。
距切眼300米范围内施工的疏放水钻孔初始涌水量与停采线附近施工的疏放水钻孔涌水量相比较大。
参考文献：
【1】《宁夏回族自治区宁东煤田马家滩矿区双马井田勘探地质报告》，2008年；
【2】《神华宁夏煤业集团双马煤矿11采区首采工作面及F1逆断层水文地质补充勘探工程物探报告》，2013年；
【3】葛如冰.等：《高密度电阻率法在断层破碎带调查中的应用》.勘探科学技术.2003年；
作者简介：马智（1985— ），男，回族，本科生，宁夏银川市人，工作单位：神华宁夏煤业集团双马煤矿，主要研究煤矿地质。