滑动构造及隐伏断层地质下注浆堵水加固技术运用

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滑动构造及隐伏断层地质下注浆堵水加固技术

运用

1 矿井地质及水文地质特征分析

1 ．1 矿井地质

老君堂煤矿开采二叠系山西组二 1 煤层，煤层平均倾角 35°，由于受区域构造运动发育的影

响，煤系地层位于全区滑动构造及其下断层与褶曲构造体中，属华北板块嵩箕构造区。井田内

芦F1 —滑动构造位于颖阳芦店向斜东段，西起玉皇庙断层，经东瓦店断层东延至新密煤田，

南北两侧滑动面翘出地表。

受其影响，井田内二 1煤层顶板山西组地层多被滑动构造铲失，多为二叠系土门组、三叠系圈

门组地层，砂岩所占比例较高，单层厚度较大，为 50 ～100 m，在井田中北部反倾伏于煤层之

上。

1 ．2 水文地质

由于区内三叠系地层广泛出露，补给面积大，井田内动态和静态水储量都非常大，煤系地层上

部砂岩含水层富水性较强，是矿井顶板涌水的主要来源。

受芦 F1 滑动构造的影响，矿井煤层底板隔水层产生了次级滑动构造，造成局部区域隔水层变

薄，隔水强度降低，突水危险性增大。同时，由于断裂构造较发育，破坏了煤系地层的整体性

和连续性，使无水力联系的含水层互相对接而发生水力联系，极易引起底板高水头岩溶水底鼓

突水。

2 21081 下巷突水原因分析

21081 下巷为留窄小煤柱沿空掘巷，底板标高约 94 m ，右侧 2 m 外为采空区，巷道开挖后破碎

圈较大，围岩冒落严重。当巷道掘进至 275 m 处时，迎头后方 1 ～3 m 巷道左帮发生突水，最

大突水量为 220 m3/ h ，经水质化验并结合矿井水文地质条件对突水原因进行分析，认为 21081

下巷存在一条隐伏断裂构造，底板完整性遭到破坏。随着矿井 21101 工作面的回采和 21081 下

巷的掘进，底板断面经历采空区周边剪切破坏，底板裂隙增多，并进一步活化了原采动裂隙，

使之与新生裂隙导通，底板 L1 －4灰岩溶裂隙沟通下部灰岩含水层，导致突水，并伴有少量

顶板砂岩水。

3 注浆堵水加固技术

3 ．1 注浆方案

利用斯列沙夫公式计算二1煤层底板安全隔水层厚度【1】

式中，h 为安全隔水厚度，m; l 为采掘工作面底板最大宽度，70 m; r 为隔水层岩石容重，为 2.

626 t/m3;kp 为隔水层岩石抗拉强度，为 107 t/m2; H 为隔水层底板承受的水头压力，t/m2。

根据矿井地质报告，21081 工作面二 1 煤层开采标高为 +50 ～－ 150 m，O2 灰岩长观孔静止水

位标高为 +132 m ，附近 15001 孔L1 －4灰与二 1 煤底板的平均距离 28. 25 m。所以当开采深

度到－ 150 m 水平时，式( 1) 中的 H =310. 25 m。

计算得出21081 工作面二 1 煤层底板的安全隔水厚度为 59 ．47 m。

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摘要：

滑动构造及隐伏断层地质下注浆堵水加固技术运用1矿井地质及水文地质特征分析1．1矿井地质老君堂煤矿开采二叠系山西组二1煤层，煤层平均倾角35°，由于受区域构造运动发育的影响，煤系地层位于全区滑动构造及其下断层与褶曲构造体中，属华北板块嵩箕构造区。井田内芦F1—滑动构造位于颖阳芦店向斜东段，西起玉皇庙断层，经东瓦店断层东延至新密煤田，南北两侧滑动面翘出地表。受其影响，井田内二1煤层顶板山西组地层多被滑动构造铲失，多为二叠系土门组、三叠系圈门组地层，砂岩所占比例较高，单层厚度较大，为50～100m，在井田中北部反倾伏于煤层之上。1．2水文地质由于区内三叠系地层广泛出露，补给面积大，井田内动态和静态水...

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