一、前言：
在15号煤工作面回采过程中，工作面防治水是重中之重，本措施通过对我公司工作面水文地质条件分析，确定防治水方案及对上部3号采空积水进行疏放排除，以期达到服务生产的目的。随着我公司兼并重组后井田面积的扩大，合理开发利用现有煤炭资源，原来以3号煤为单一主采煤层的时代已成为历史，在我矿现采15号煤层的上部留下大小不一的采空区，为我矿井的回采留下很多隐患，对15号煤层开采构成严重威胁，所以疏放3号煤层采空积水已成为15号煤层生产过程中必须首先解决的问题之一。
二、地质特点及构造
1、煤层顶底板特征
伪顶：紧接煤层的顶板，井田内局部发育，一般为黑薄层状泥岩，厚0～3.56m平均0.5m。当伪顶不发育时，煤层直接与顶板接触。按坚硬程度的定性分类该层属软岩层。
直接顶：深灰，为一般坚硬、厚层状的石灰岩（k2）,一般其均与煤层接触，厚4.13～12.24m，平均8.42m。根据本次～勘探时采样做得顶板物理力学性质成果，其抗拉强度1.7～6.2Mpa，平均4.0Mpa.抗压强度40.8～116.4Mpa，平均77Mpa.内摩擦角40°20′～42°56′，平均41°43′，为较硬～坚硬岩层。
直接底：为铝土泥岩，厚3.11～7.86m，平均5.96m.根据本次勘探时采样做得地板物理力学性质成果，其抗拉强度0.4～1.5Mpa，平均0.9Mpa，抗压强度12.0～35.2Mpa，平均25.6Mpa，内摩擦角31°27′～37°29′，平均34°29′，为较软岩层。
在开采15#煤层时应考虑其底鼓的影响，因为据本次勘探资料该煤层与中奥陶统间距最大为11.53m，且铝土质泥岩吸水能力较强，当其遇水后，会引起整体岩层膨胀。
老底：为奥陶系中统峰组石灰岩，根据本次勘探时采样做的顶板物理力学性质成果分析，其抗拉强度4.6Mpa，抗压强度77.9 Mpa，内摩擦角43°21′，为坚硬岩层。
2、矿井水文地质条件
井田总体为一走向近NE、倾向NW的单斜构造，在此基础上发育轴向NE～SE的短轴向背
斜，地层倾角平缓，一般2°～8°，井田内共发现11条断层（其中落差大于5m的2条）和6个陷落柱。据调查在井下的实际生产开采过程中，遇到断层及陷落柱时，除顶板有少量淋水且很快流干，其中向斜构造对层间地下水有汇集的作用，将使向斜轴部的含水层富水性增强。正断层具导水性，逆断层属压扭性，推测导水性可能微弱。陷落柱及正断层沟通3号老空积水成为矿井充水因素之一。在以后的回采过程中随着工作面的推进，顶板的垮落使裂隙水3号老空积水随采空裂隙进入工作面也成为矿井充水因素之一。故防治水工作重点放在如何解决3号煤采空区低洼处积水。
三、上部3号煤采空积水分析
1、整合前各矿内存在一定面积的采空区、和小窑采空破坏区，其采空区中有与之相连接生产巷道留有排水出口，位置高于采空区的积水可由排水口自巷道导入水仓后集中排出，但低于排水口凹处的存在积水。
本次根据《煤炭安全手册》第五篇矿井防治水中的采空区、古空区、老采破坏区及老（小）窑破坏区积水选用下列公式估算其积水量：
选用公式： Q采=（K·M·F）/COSα（m3）
式中：
Q采—相互连通的各积水区总积水量（m3）
K—充水系数，其中采空区取0.3，小窑采空破坏区取0.2
M—采空区的平均采高或煤厚（m），3、9、15号煤层分别取5.72、1.27、2.67
F—采空区积水的投影面积（m2）
α—煤层倾角（°）
采（古）空区预测积水量统计表 表4－1
经估算,3、9、15号煤层中推测采空区及小窑采空破坏区积水面积分别为--------，积水量分别----------------。
因手段有限，随着时间的延长，同时还随周边的采掘系统的变化积水情况会有所改变。本次根据矿方提供采掘工程平面图的现状进行调查预测，在未来的生产建设中仍应坚持“预测
预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则加强防范。
2.四邻矿井积水对矿井下部开采的影响分析
区内西部有关闭及被整合的××煤矿、××煤业、××煤业等矿井，均为斜、立井混合开拓，原开3号煤。井下主要充水来源，一为3号煤层顶板砂岩含水层；二为因采空产生的沟通与上覆含水层间的水力联系。据各矿井的观测资料表明，井下涌水量动态变化因季节性不同而增减，同时随开采面积不断扩大，而涌水量也相应增加。其中其西南部的银周煤业、西北部以关闭的唐东煤业，均位于该井田上方，按现有资料看，各矿边界间留有保安煤柱，积水对该井田3号煤层开采没有威胁，但不排除有越界开采现象，积水对该井田3号煤层开采可造成威胁；在××煤业开采下部的9、15号时所产生的导水裂隙带达不到其采空区水平高度，故其采空积水在无导水构造存在的情况下对××煤业开采下部的9、15号煤层无影响。
3.深部奥灰水
井田奥灰水水位标高为535-537m，而15号煤层底板最低标高为710m，远高于奥灰水水位标高，故奥灰水对井田内3、9、15煤层的开采无影响。根据﹤三下采煤规程﹥，冒落带、导水裂隙带最大高度计算公式选用如下：
3、9号煤层以上顶板岩性为砂质泥岩、砂岩、粉砂岩和泥岩为主，选用公式如下：
计算公式H=
Hli
式中：Lf——预测冒落带最大高度
Hli——导水裂隙带最大高度
ΣM——累计采厚（3号煤层取5.72m、9号煤层取1.27m）
3号煤层冒落带最大高度为14.7m；3号煤层导水裂隙带最大高度为50.5m。
9号煤层冒落带最大高度为7.3m；9号煤层导水裂隙带最大高度为28.1m。
井田内批采的15号煤层以上顶板岩性为石灰岩，选用公式如下：
计算公式H
Hli
式中：H——预测冒落带最大高度
Hli——导水裂隙带最大高度
ΣM——累计采厚（15号煤层取2.67m）
15号煤层冒落带最大高度为14.9m；15号煤层导水裂隙带最大高度为60.2m。
据导水裂隙带最大高度及导水裂隙带最大高度计算，3号煤层可沟通地表水体，故其充水含水层为该煤层之上的山西组及石盒子组下部砂岩裂隙及第四系空隙含水层及地表水体。
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