基于改進(jìn)型突水系數(shù)法治理底板奧灰水害技術(shù)

李 凱，李曉龍,3

(1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西 西安 710077；2.陜西省煤礦水害防治技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054；3.西安科技大學(xué) 地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710054)

我國(guó)自然資源呈現(xiàn)富煤、貧油、少氣的特征，決定了煤炭在一次能源消費(fèi)中的重要地位。煤炭開(kāi)采過(guò)程中常伴隨水、火、瓦斯、煤塵、頂板5 大災(zāi)害，礦井水害已成為僅次于瓦斯的第二大災(zāi)害[1-2]。其中，底板奧灰水害是制約我國(guó)石炭-二疊紀(jì)華北型煤田安全開(kāi)采的重要因素，隨著煤炭開(kāi)采強(qiáng)度、深度的日漸增加，下組煤帶壓開(kāi)采，面臨嚴(yán)峻的突水危險(xiǎn)[3-5]。華北型煤田奧灰水害防治技術(shù)主要有疏水降壓[6-7]、注漿改造底板隔水層厚度[8-9]等。董書寧等[10]提出將奧灰頂部風(fēng)化充填帶作為隔水層利用的理念，對(duì)底板破壞深度進(jìn)行了數(shù)值模擬研究；李泉新[11]、李曉龍[12]等針對(duì)煤礦井下煤層底板注漿加固定向鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了研究，形成成套鉆進(jìn)技術(shù)與裝備，但均未開(kāi)展防治水技術(shù)研究。針對(duì)渭北煤田下組煤底板超薄隔水層條件下，煤層開(kāi)采過(guò)程中奧灰水害防治技術(shù)難題，亦有采用常規(guī)鉆孔注漿改造的防治水技術(shù)[13-14]，但注漿改造層位選擇依靠經(jīng)驗(yàn)，缺乏合理性，且常規(guī)鉆孔注漿改造存在諸多不利，因此，亟需構(gòu)建煤礦井下奧灰水害防治技術(shù)體系。

渭北煤田屬典型的華北型煤田，下組煤開(kāi)采，尤以?shī)W灰含水層頂部隔水層極薄為主要特征，有限的隔水層厚度可能導(dǎo)致奧灰突水事故。文章依托渭北煤田桑樹(shù)坪煤礦11 號(hào)煤層3105、3104 工作面奧灰水害治理課題，基于實(shí)測(cè)的底板破壞深度數(shù)據(jù)，首先，考慮底板破壞帶失去阻水能力的因素，改進(jìn)突水系數(shù)法，確定奧灰頂部注漿改造的臨界厚度，采用煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)開(kāi)展奧灰?guī)r層頂部合理層位的探查、利用與注漿改造，之后采用物探超前探測(cè)技術(shù)確保巷道安全掘進(jìn)，并探查底板以下一定深度含水層富水性。其次，采用鉆探技術(shù)檢查異常區(qū)富水性，形成改進(jìn)的突水系數(shù)法結(jié)合“探查-注漿-檢查”的奧灰水害防治技術(shù)體系，解放了煤炭資源，亦保護(hù)了地下水資源。

1 研究區(qū)背景

1.1 研究區(qū)概況

桑樹(shù)坪煤礦位于渭北煤田韓城礦區(qū)最北端黃河西岸，開(kāi)采高程+140～+480 m，主采3 號(hào)、11 號(hào)煤層，3 號(hào)煤層為突出煤層，11 號(hào)煤層為3 號(hào)煤層的下保護(hù)層，亟待開(kāi)采11 號(hào)煤層。工作面采寬180 m，采長(zhǎng)約1 000 m，仰斜上山開(kāi)采，煤厚0.24～10.8 m，平均3.5 m，為大部分可采煤層。南一采區(qū)11 號(hào)煤層距奧灰?guī)r層頂界面15～33 m，開(kāi)采高程位于區(qū)域奧灰水位+375 m以下，煤層底板完整性較差，奧灰含水層富水性不均一，煤層回采深受底板奧灰水害威脅。

1.2 研究區(qū)水文地質(zhì)條件

含水層自上而下依次為第四系砂礫層孔隙潛水中等含水層組，二疊系砂巖裂隙承壓弱含水層組，石炭系砂巖(灰?guī)r)裂隙承壓極弱含水層組，奧陶系灰?guī)r溶隙溶洞承壓強(qiáng)含水層組，該含水層頂部峰峰組二段直接與煤系相接，是強(qiáng)富水含水層，距11 號(hào)煤層極近，是威脅11 號(hào)煤層安全回采的主要含水層。11 號(hào)煤層底板含隔水層相對(duì)位置如圖1 所示。

圖1 11 號(hào)煤層底板含隔水層相對(duì)位置Fig.1 Relative positions of the aquifer and aquifuge in No.11 coal seam

對(duì)11 號(hào)煤層起保護(hù)作用的主要隔水層為石炭系泥巖粉砂巖隔水層和阻水性能較好的奧灰頂部風(fēng)化充填帶。

2 奧灰水害防治方案

針對(duì)11 號(hào)煤層底板距峰峰組二段強(qiáng)含水層距離近，隔水層薄，煤層回采過(guò)程中面臨底板突水的威脅，同時(shí)奧灰頂部存在阻水性能較好的風(fēng)化充填帶，提出利用煤礦井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)，開(kāi)展11 號(hào)煤層底板以下奧灰?guī)r層頂部利用與注漿改造的防治水思路，若奧灰頂部構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖溶裂隙不發(fā)育，則將其作為隔水層加以利用，若奧灰頂部構(gòu)造復(fù)雜，巖溶裂隙發(fā)育，則將其注漿改造為隔水層段。奧灰頂部利用與注漿改造如圖2 所示。

圖2 奧灰頂部利用與注漿改造Fig.2 Ordovician limestone top utilization and grouting transformation

3 定向鉆孔探查與注漿改造奧灰?guī)r層技術(shù)

奧灰頂部探查和注漿合理層位必須選擇煤層底板破壞帶以下峰峰組二段一定深度，考慮底板破壞帶失去阻水能力的因素，修正現(xiàn)行的突水系數(shù)公式，利用《煤礦防治水細(xì)則》(國(guó)家煤礦安監(jiān)局，2018 年)規(guī)定的突水系數(shù)上限，計(jì)算臨界隔水層厚度下限，從而確定探查、注漿改造的臨界厚度。奧灰?guī)r層頂部峰峰組二段富水性強(qiáng)，峰峰組一段相對(duì)隔水，由于峰峰組二段并不是傳統(tǒng)的單一含水層，因此定向鉆孔需在臨界隔水層厚度范圍內(nèi)波動(dòng)，以全面探查臨界隔水層厚度范圍內(nèi)巖層的富水性等。

3.1 探查、注漿改造臨界層位選擇

3.1.1 探查、注漿改造臨界厚度計(jì)算公式

《煤礦防治水細(xì)則》附錄五突水系數(shù)公式表明，底板受構(gòu)造破壞的地段突水系數(shù)一般不得大于0.06 MPa/m，隔水層完整無(wú)斷裂構(gòu)造破壞的地段不得大于0.1 MPa/m。由于底板破壞帶已失去阻水能力，因此，公式中底板隔水層厚度應(yīng)減去底板破壞帶深度。桑樹(shù)坪井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，按照探查、注漿改造后突水系數(shù)降為0.06 MPa/m計(jì)算奧灰頂部臨界隔水層厚度可行[15-18]。

《煤礦防治水細(xì)則》附錄五突水系數(shù)公式如下：

式中：T為突水系數(shù)，MPa/m；p為底板隔水層承受的實(shí)際水壓值，MPa，水壓應(yīng)當(dāng)從含水層頂界面起算，水位值取近3 年含水層觀測(cè)水位最高值；M為底板隔水層厚度，m。

探查、注漿改造后底板隔水層承受的奧灰靜水壓p2計(jì)算公式如下：

式中：Hcoal為煤層底板高程，m；HOrd為奧灰水位高程，m，取+375 m；ML為奧灰頂部臨界隔水層厚度，m；MP為實(shí)測(cè)底板破壞深度，取15 m。

由式(1)可知，改造后突水系數(shù)公式如下：

式中：T2為改造后的突水系數(shù)，取0.06 MPa/m。

將式(2) 代入式(3) 求得臨界隔水層厚度計(jì)算公式：

求得的臨界隔水層厚度公式可靠，可用此計(jì)算結(jié)果確定奧灰頂部探查、注漿改造的臨界厚度。

3.1.2 繪制工作面探查、注漿改造層位等值線

依據(jù)井田內(nèi)11 號(hào)煤層193 個(gè)鉆孔資料，利用式(4)計(jì)算各鉆孔奧灰頂部探查、注漿改造臨界厚度，在此基礎(chǔ)上增加3105 工作面實(shí)測(cè)底板破壞深度15 m，繪制底板探查、注漿改造臨界層位等值線圖(圖3)。由圖3 可看出，3105、3104 工作面底板改造臨界層位自終采線到切眼方向逐漸加深，位于煤層底板以下28～44 m，平均34 m。

圖3 煤層底板探查和改造層位深度等值線Fig.3 Section isoline of Ordovician limestone top exploration and grouting transformation

3.2 探查技術(shù)

依據(jù)底板探查、改造層位等值線圖，在底板以下奧灰頂部臨界層位至底板破壞深度層位之間設(shè)計(jì)了20 個(gè)近水平定向鉆孔，鉆孔方位同工作面走向，傾角-20°，實(shí)現(xiàn)了盡早進(jìn)入設(shè)計(jì)層位，也為進(jìn)入奧灰層位后增加傾角沿設(shè)計(jì)層位穩(wěn)斜鉆進(jìn)提供充足的空間。鉆孔水平段平面間距40 m，工作面寬度180 m，每個(gè)工作面布置4～6 對(duì)定向鉆孔實(shí)現(xiàn)全覆蓋探查，采長(zhǎng)1 200 m，設(shè)計(jì)鉆孔平均長(zhǎng)度650 m，利用2 臺(tái)定向鉆機(jī)自工作面切眼、終采線附近相向鉆進(jìn)，既形成合理的重疊探查區(qū)，又提高鉆進(jìn)效率。鉆孔設(shè)計(jì)為三級(jí)孔徑二級(jí)套管結(jié)構(gòu)，一級(jí)套管直徑168 mm，穿過(guò)泥巖段，二級(jí)套管直徑127 mm，進(jìn)入奧灰?guī)r層，裸孔段孔徑98 mm，孔口安裝DN125 mm 防噴分流閘閥，鉆具前端配帶單向逆止閥[12]。據(jù)定向鉆孔實(shí)際探查層位，繪制了底板探查、改造實(shí)際層位等值線圖(圖3)，據(jù)此分析理論臨界層位與實(shí)際探查層位的關(guān)系。

3105 工作面施工了12 個(gè)定向鉆孔，其中3 個(gè)鉆孔出水，涌水量為2.1～5 m3/h，水壓最大為0.12 MPa，探查平面覆蓋整個(gè)工作面，實(shí)際探查層位在煤層底板以下28～59 m，平均40 m，大于臨界改造平均深度34 m，進(jìn)入奧灰深度10～39 m，平均20 m。

3104 工作面施工了8 個(gè)定向鉆孔，其中4 個(gè)鉆孔出水，涌水量為0～5.4 m3/h，水壓最大為0.15 MPa，探查平面覆蓋整個(gè)工作面，實(shí)際探查層位位于煤層底板以下27～77 m，平均36 m，大于臨界改造平均深度34 m，進(jìn)入奧灰深度6～58 m，平均15 m。

由于煤層起伏，鉆孔實(shí)際探查平面總體與煤層底板高程起伏一致，基本呈走向114°/294°，傾向24°，在煤層底板以下奧灰?guī)r層合理范圍內(nèi)有一定起伏。3105、3104 工作面煤層底板高程為+250～+320 m，工作面底板至奧灰頂界面距離一致，平均探查厚度均大于或等于臨界改造厚度。鉆孔剖面軌跡如圖4 所示，鉆孔實(shí)鉆平面軌跡如圖5 所示。

圖4 鉆孔剖面軌跡Fig.4 Trajectory of the borehole profile

圖5 鉆孔實(shí)鉆平面軌跡Fig.5 Borehole real drilling track

3.3 注漿改造奧灰?guī)r層技術(shù)

定向鉆孔鉆進(jìn)至終孔時(shí)，根據(jù)定向鉆孔探查結(jié)果，注漿改造奧灰?guī)r層。注漿前，首先對(duì)受注層段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，了解地層的透水性和隔水性，據(jù)此確定注漿參數(shù)，最后分析注漿效果。

3.3.1 壓水試驗(yàn)

為真實(shí)反映地質(zhì)條件、巖體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)階段常采用原位壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算地層透水率，計(jì)算公式采用《水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》(國(guó)家能源局，2018 年)中的呂榮試驗(yàn)數(shù)學(xué)計(jì)算模型(下式)，此公式是基于常規(guī)鉆孔壓水試驗(yàn)提出的，對(duì)比Lugeon 壓水試驗(yàn)鉆孔水文地質(zhì)模型和定向鉆孔壓水試驗(yàn)水文地質(zhì)模型(圖6)可看出，該式亦適用于定向鉆孔近水平段地層的透水率計(jì)算，反映了試段巖體滲透性能的平均值[19-20]。

圖6 2 種鉆孔壓水試驗(yàn)水文地質(zhì)模型Fig.6 Hydrogeological model of two types of water pressure test boreholes

式中：q為透水率，Lu；Q為壓入流量，L/min；pT為作用于試段內(nèi)的全壓力，MPa；L為受注層段長(zhǎng)度，m。

通常常規(guī)壓水試驗(yàn)最大壓力為1 MPa，由于底板奧灰?guī)r層承受1～2 MPa 的水壓，因此，須進(jìn)行相對(duì)高壓壓水試驗(yàn)，受注層段巖性變化小，定向鉆孔近水平段很難實(shí)施雙栓塞壓水，因此，特采用快速法自孔口向孔內(nèi)壓水，類似于單栓塞全孔壓水試驗(yàn)。

高壓壓水試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)水壓力增加到某一數(shù)值時(shí)，如果水壓力再增加，會(huì)造成巖體發(fā)生水力劈裂，部分小顆粒隨著水流移動(dòng)，將局部裂隙填充，導(dǎo)致透水率降低，可見(jiàn)裸孔段地層在發(fā)生水力劈裂時(shí)，滲透性經(jīng)歷了“原位狀態(tài)-增強(qiáng)狀態(tài)-峰值狀態(tài)”3 個(gè)階段，故高壓壓水試驗(yàn)的壓力應(yīng)控制在導(dǎo)致地層發(fā)生水力劈裂時(shí)的壓力值以下。由式(5)可看出注水壓力和流量呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，為了獲取地層原位狀態(tài)下的透水率，通常需利用鉆孔壓水試驗(yàn)的p-Q曲線確定水力劈裂時(shí)的臨界壓力，即最大注水壓力。注水壓力由孔口壓力、孔內(nèi)水柱自重壓力組成；一般需利用2 個(gè)鉆孔數(shù)據(jù)，即一個(gè)注水孔，一個(gè)觀測(cè)孔，根據(jù)下式計(jì)算最大注水壓力。

式中：p0為最大注水壓力，MPa；pm為孔口壓力，MPa。

依據(jù)《水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》，鉆孔高壓壓水試驗(yàn)壓力按不宜小于靜水壓力的1.2 倍選取，3105、3104 為相鄰工作面，煤層底板高程一致，工作面探查平均奧灰水壓為1.3 MPa，p0為1.6 MPa，h1為30 m，h2為100 m，未考慮壓力損失，求得pm=2.3 MPa，故采取1-2-3-2-1 MPa 的三級(jí)壓力5 個(gè)階段的壓水試驗(yàn)，獲得原位狀態(tài)下的透水率。

從鉆孔探查結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(表1)可看出，僅有3-2 鉆孔的透水率大于0.1 Lu，其余鉆孔的透水率均小于0.1 Lu。3-2 鉆孔透水率為0.85 Lu，是由于鉆遇砂巖裂隙層位，導(dǎo)致透水率相對(duì)變大。將鉆孔終孔透水率計(jì)算結(jié)果對(duì)照《巖石滲透性能分級(jí)表》，可知井田內(nèi)奧灰?guī)r層峰峰組二段屬極微透水巖層，完整巖石含等價(jià)開(kāi)度小于0.025 mm，裂隙連通不發(fā)育，可視為相對(duì)隔水層。

表1 鉆孔探查結(jié)果Table 1 Borehole exploration results

3.3.2 注漿工藝與參數(shù)

受注層段的裂隙包括盲裂隙、網(wǎng)絡(luò)狀溝通的開(kāi)啟性裂隙、溶蝕裂隙、溶洞等。奧灰?guī)r層中注漿是水力輸送水泥顆粒的過(guò)程，即將空隙、裂隙中的水用漿液替換的過(guò)程。注漿參數(shù)包括注漿壓力、注漿流量、注漿時(shí)間、漿液黏度等，注漿工藝包括分段注漿、遇漏(水)注漿，注漿方式為孔底點(diǎn)注漿、孔口注漿。為了更充分地封堵裂隙，特采用分段下行式注漿法，孔口注漿方式，連續(xù)與間歇相結(jié)合，當(dāng)鉆孔涌水量小于50 m3/h時(shí)，每鉆進(jìn)100 m，則啟動(dòng)注漿；若涌水量大于50 m3/h，或鉆遇溶洞，則隨時(shí)停止鉆進(jìn)，啟動(dòng)注漿。

3.3.3 注漿效果分析

根據(jù)探查結(jié)果，2-1、2-2、2-3、2-4、3-1、3-2、3-3鉆孔均有出水(表1)，涌水量為2.1～5.4 m3/h，此7 個(gè)鉆孔開(kāi)孔位置均在煤層上部石英砂巖層位，均為鉆進(jìn)至煤層頂板或底板附近出水，水壓均遠(yuǎn)小于正常奧灰水壓，水中攜帶大量H2S 氣體，可知裂隙主要發(fā)育在砂巖層位，故進(jìn)行了砂巖層位注漿。

4 物探探查與鉆探檢查技術(shù)

南一采區(qū)已開(kāi)展地面三維地震、地面瞬變電磁探測(cè)，為進(jìn)一步探查工作面范圍內(nèi)奧灰含水層水文地質(zhì)條件，有效降低奧灰突水事故的發(fā)生，工作面定向鉆孔探查、注漿改造完成后，利用井下直流電法或瞬變電磁超前探測(cè)巷道正前方低阻異常區(qū)，根據(jù)探測(cè)情況決定巷道可掘進(jìn)距離，依次循環(huán)，直至巷道系統(tǒng)形成。在巷道開(kāi)展直流電法測(cè)深(0～80 m 深度)、音頻電透視(0～30 m、30～60 m 深度)、無(wú)線電波透視探查，結(jié)合各工作面定向鉆孔實(shí)際探查情況，采取定向鉆孔檢查異常區(qū)。

4.1 3105 工作面

3105 工作面是第1 個(gè)開(kāi)展防治水的工作面，地面瞬變電磁探測(cè)工作面內(nèi)部及周邊未發(fā)現(xiàn)低阻異常區(qū)，巷道掘進(jìn)開(kāi)展了26 次直流電法和10 次瞬變電磁超前探，單次探測(cè)距離為26～100 m，共發(fā)現(xiàn)33 處異常，重疊異常區(qū)主要位于切眼，切眼掘進(jìn)過(guò)程中裂隙發(fā)育，底板有滲水，其他大部分異常區(qū)為頂板裂隙發(fā)育所致。

直流電法測(cè)深、音頻電透視共同探測(cè)出切眼附近底板以下20 m 層位存在低阻異常區(qū)，針對(duì)異常重點(diǎn)區(qū)，特布置檢-1 定向鉆孔(圖5)探查，鉆進(jìn)至52 m 處，孔內(nèi)出水約3.2 m3/h，終孔后測(cè)得水壓為0.19 MPa，單位透水率為0.178 Lu。鉆孔涌水量小，水壓遠(yuǎn)低于1.6～2.2 MPa 的奧灰水壓，分析此處為奧灰相對(duì)封閉的滯流區(qū)。定向鉆孔均已揭露其他異常區(qū)，未見(jiàn)異常。

4.2 3104 工作面

3104 工作面是第2 個(gè)開(kāi)展防治水的工作面，共用3105 工作面軌道巷，地面三維地震及瞬變電磁探測(cè)工作面內(nèi)部及附近無(wú)異常構(gòu)造、無(wú)低阻異常區(qū)，運(yùn)輸巷、切眼掘進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行了7 次直流電法、3 次瞬變電磁超前探測(cè)，單次探測(cè)距離為80～100 m，發(fā)現(xiàn)3 處異常，基本均為頂板裂隙發(fā)育或煤層產(chǎn)狀劇烈變化所致，實(shí)際掘進(jìn)揭露，未發(fā)現(xiàn)富水異常區(qū)。

運(yùn)輸巷直流電法測(cè)深和工作面兩巷道底板音頻電透視共同發(fā)現(xiàn)切眼處存在異常區(qū)，切眼掘進(jìn)過(guò)程中煤層相對(duì)破碎，認(rèn)為底板下裂隙相對(duì)發(fā)育，針對(duì)該異常區(qū)，檢-1 定向鉆孔探查結(jié)果表明該處無(wú)異常構(gòu)造及富水區(qū)，定向鉆孔均已揭露其他異常區(qū)，未見(jiàn)異常。

5 防治水效果評(píng)價(jià)

5.1 奧灰?guī)洪_(kāi)采評(píng)價(jià)

物探探查、掘進(jìn)揭露均未見(jiàn)大型構(gòu)造，低阻異常區(qū)均已揭露，鉆探探查顯示奧灰?guī)r層偶有破碎，存在極微弱出水，水壓均遠(yuǎn)小于正常奧灰水壓，未發(fā)生沖洗液大量漏失的現(xiàn)象，也未見(jiàn)較大的、徑流循環(huán)條件好的巖溶裂隙，且單位透水率基本小于0.1 Lu，定向鉆孔探查厚度均大于等于臨界厚度，可見(jiàn)峰峰組二段定向鉆孔探查區(qū)域可作為相對(duì)隔水層利用。

3105、3104 工作面減去底板破壞帶的隔水層厚度為2～9 m，探查改造后隔水層厚度分別為13.11～29.20 m、11.2～62.0 m，平均分別增厚12 倍、5.7 倍。改造前平均突水系數(shù)為0.33 MPa/m，探查改造后平均突水系數(shù)分別為0.057、0.073 MPa/m，平均分別降低了82.7%、77.9%。綜上，探查改造后隔水層厚度增加了5.7～12 倍，突水系數(shù)平均降低了77.9%～82.7%，突水系數(shù)均小于0.073 MPa/m，滿足《煤礦防治水細(xì)則》附錄五突水系數(shù)公式規(guī)定的隔水層完整無(wú)斷裂構(gòu)造破壞的地段，突水系數(shù)不得大于0.1 MPa/m，故可進(jìn)行帶壓開(kāi)采。工作面探查改造前后參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 工作面探查改造前后參數(shù)Table 2 Parameters before and after transformation

5.2 底板出水情況

3105 工作面運(yùn)輸巷發(fā)現(xiàn)一處底板滲水點(diǎn)，涌水量約2 m3/h，滲水持續(xù)2 個(gè)月后消失，分析為底板松動(dòng)圈導(dǎo)流出水。3104 工作面巷道未見(jiàn)出水。

工作面回采過(guò)程中采取采空區(qū)灌漿防滅火技術(shù)，采空區(qū)底板是否出水較難判斷，但尾巷水倉(cāng)處觀測(cè)水量未見(jiàn)明顯變化，判斷未發(fā)生采空區(qū)滯后出水。目前，各工作面均已安全回采，解放了1.95 Mt 煤炭資源。

工作面安全回采表明在韓城礦區(qū)考慮底板破壞帶失去阻水能力，利用突水系數(shù)法評(píng)價(jià)11 號(hào)煤帶壓開(kāi)采的可行性，最大突水系數(shù)可取0.073 MPa/m，亦能夠保證工作面安全回采，為今后進(jìn)一步完善《煤礦防治水細(xì)則》突水系數(shù)臨界值的確定提供堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。

6 結(jié) 論

a.桑樹(shù)坪井田南一采區(qū)峰峰組二段富水性弱、構(gòu)造簡(jiǎn)單、隔水層薄、承壓低、裂隙不甚發(fā)育，可作為相對(duì)隔水層利用，較利于帶壓開(kāi)采，延伸了礦區(qū)安全開(kāi)采下限。

b.考慮底板破壞帶失去阻水能力的因素，結(jié)合突水系數(shù)法確定理論臨界改造厚度，實(shí)現(xiàn)了探查、注漿改造后突水系數(shù)降低至0.073 MPa/m 以下，為今后進(jìn)一步完善《煤礦防治水細(xì)則》突水系數(shù)臨界值的確定提供堅(jiān)實(shí)的依據(jù)，對(duì)韓城礦區(qū)帶壓開(kāi)采有一定的指導(dǎo)意義。

c.地面區(qū)域治理、疏降奧灰水成本高，易造成生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，提出基于井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)，開(kāi)展奧灰?guī)r層頂部利用與注漿改造的防治水思路，形成了修正的突水系數(shù)法結(jié)合“探查-注漿-檢查”的奧灰水害防治技術(shù)體系，確保了工作面安全回采，實(shí)現(xiàn)了“保水采煤”的目的，研究成果在華北型煤田具備廣闊的應(yīng)用前景。