摘要：孟巴矿1205综放工作面回采初期涌水量突然增加，最高达600 m3/h，严重危害到矿井生产安全。现场提出在工作面新施工水压孔进行疏放水，监测地面水文观测孔水位变化，分析突水源的方案，并最终探明VI煤顶板存在风氧化带含水层，弥补了基础地质资料的不足。采动影响引起顶板导水裂隙带发育高度增大并波及该含水层，形成充分通道，使得矿井涌水量大幅增加，同时通过估算确定跳面开采后合理的采高。本文研究成果对本工作面安全生产及其邻近工作面的设计具有重要意义。
关键词：风氧化带；突水；导水裂隙带；采高
1 矿井概况
1.1基本情况
巴拉普库利亚煤矿(简称孟巴矿)位于孟加拉国西北部Dinajpur省Parbatipur地区境内，地理位置为北纬25°31′～25°34′，东经88°57′～88°59′，是孟加拉历史上第一个，也是迄今为止唯一一个现代化大型煤炭生产基地，。本井田为一独立的半断陷冈瓦纳群含煤盆地，东部以Fa断层为界，西部、南部和北部均至VI煤底板露头线。井田南北长4.7km，东西宽0.4～1.9km，面积约5.8km2。
该矿由济南煤炭设计院设计，为立井单一水平下山开拓方式，划分为南、北翼两个采区，井筒落底标高-260m，主采煤层为石炭～二叠系Ⅵ煤，设计矿井生产能力为年产量100万吨。由中国机械进出口总公司作为总承包方承建，2005年矿井正式投产。
1.2矿井水文地质条件
孟巴矿水文地质类型为中等偏复杂，属于大水矿井。影响矿井开采的含水层主要为UDT砂层承压含水层、LDT底部风化带含水层（新增）、Ⅰ～Ⅴ煤裂隙含水层、VI煤顶板砂岩裂隙含水层及VI煤裂隙含水层。
井田内发育的含水层（组）自上而下分别为：
1）UDT孔隙含水层。
该含水层分布广泛，南北较薄，中部向东加厚、加深。由大气降雨及地表水补给，静贮量丰富而难以疏降，是孟加拉国地下水主要储存库。
2）Gondwana砂岩裂隙含水层。
包括Gondwana砂岩顶部风氧化带含水层，Ⅰ～Ⅴ煤组砂岩含水层，Ⅵ煤顶板砂岩裂隙含水层，Ⅵ煤含水层。
井田内发育的隔水层（或相对隔水层）自上而下分别为：
1）Madhupur粘土组隔水层。该隔水层西北厚、东南薄。
2）Lower Dupi Tila（LDT）隔水层。北部存在“天窗”区。
3）煤系泥岩及粉砂岩隔水层。井田内主要煤层底板发育有泥岩及粉砂岩相对隔水层段，将煤系砂岩含水层分隔为多个子含水段，如Ⅳ煤～Ⅴ煤间含水段、Ⅲ煤～Ⅳ煤间含水段等。
4）冰碛砾岩与基底隔水层。冰碛砾岩渗透系数为0.001～0.0006m/d，为相对隔水层。
2. 工作面概况
1205工作面位于井田南翼采区下山南侧，北部位于一分层采空区下方，南部为未采区，西侧为1203面采空区，东部为二分层未采区。工作面可分为里、中和外段，工作面可采走向长平均943m，倾斜长125.1～146.8m，顶煤厚度平均为16.8m。煤层倾角3.1～15.3°，由切眼向外逐渐增大。煤层顶板为厚层灰白色中-粗粒长石砂岩，平均厚度94.9m。
2.1工作面的水文地质条件
该面水文地质类型为中等偏复杂。其中，影响该面回采的含水层为Ⅰ～Ⅴ煤岩组、顶板砂岩、VI 煤裂隙含水层及上方一、二分层工作面老空水。老空水主要来自 1203、1105 面，并从顶板冒落进入1205 面。
2.2工作面地质构造
该面地质构造较复杂，隐伏小断层较发育，影响回采的地质构造因素主要为裂隙及断层。根据地震勘探及掘进揭露资料，该面存在2条大断层（分别是F15和F20）及一断层组。2条大断层在煤层中表现为裂隙破碎带，断层组在煤层中表现为断层破碎带。受其影响，切眼揭露该断层时顶板较破碎，出现掉顶现象，轨道顺槽过该断层组时出现两处顶板破碎区和一个高冒区，影响巷道总长度 30.3m。工作面地质剖面图如图2-1所示。
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图2-1 1205工作面地质剖面图
3 1205工作面涌水情况
根据1205 综放工作面安全开采论证会有关结论，预计该面正常涌水量 104m3/h，最大涌水量为 125m3/h。开切眼自2014年4月21日正式生产后，推进不同阶段生产及涌水变化情况如下：
（1）至5月6日，切眼推进至54.4m位置处，采高3.0m，不放煤；
（2）至5月10日，从54.4m至68.9m,工作面进行放煤，采放总高度在4.3m以内；工作面推进至68.9m时，涌水量开始增大，胶带顺槽实测涌水量182m3/h，较回采前增加130m3/h，水温38℃，现场停止放顶煤；
（3）至5月12日，工作面推进至73.8m处时，胶带顺槽涌水量达412m3/h，1205工作面停止生产；
（4）随后48小时内，胶带顺槽涌水量持续增加，最大达到436m3/h，比回采前增加384m3/h；然后工作面涌水量开始下降，胶带顺槽实测涌水量最终稳定在385m3/h。涌水量具体情况见图3-1。
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图3-1 工作面涌水量动态变化曲线
4探明突水源及应对措施
4.1 地面水文孔水位变化情况
南翼采区仅有三个新施工的水文观测孔，即CSE18、CSE19、CSE20，其中：CSE18、CSE20为Ⅵ煤水位观测孔，CSE19为Ⅵ煤顶板砂岩水位观测孔。CSE18、CSE19、CSE20距工作面出水点分别为660、330、284m。
1) 该面水量增大前（5月6日），CSE18孔水位为111.75m（标高-79.395m）， CSE19孔58.14m（标高-26.265m），CSE20孔86.1m（标高-54.133m）。
2) 5月10日工作面水量增大后，CSE18孔水位为116.95m，下降5.2m；CSE19孔水位为74.93m，下降,16.8m；CSE20孔水位为101.97m，下降15.9m；5月14日以后水位降幅变小，趋于平稳。
3) 随着1205工作面水压孔的施工及疏放水，其水位呈现下降趋势。
由此可知，UDT水位无变化，1205面水量增大后，南部采区Ⅵ煤、顶砂水位下降明显，CSE19、CSE20水位与1205面涌水关系密切。
4.2 探明1205工作面涌水水源及通道
为探明突水源，在工作面共施工9个探水孔进行疏放水和监测地面水文观测孔水位变化。水压孔布置见图4-1，并对基岩风氧化带水位水压变化进行实时观测。
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图4-1 1205工作面顶板探查孔布设位置示意图
通过对水温、水质及水文动态观测资料的综合分析，突水来源于风氧化带含水层。后续在1205工作面施工井下钻孔探查风氧化带富水性（钻孔布设见图1-5），钻孔一般在钻进至风氧化带以下时无水，在钻进至风氧化带层位后水量突增，钻孔进入风氧化带深度为1～4.5m，涌水量一般为30~80m3/h（表1-1），最大为150 m3/h，水温约35℃。探查钻孔的涌水情况表明了风氧化带含水层富水性强，导水裂隙带波及该含水层后，会使矿井充水强度大幅增加，威胁工作面回采安全。
4.3应对措施
根据1205工作面涌水现状，考虑到基岩风氧化带水文地质条件的复杂性，区域大、赋水性强以及工作面向前推进后初次来压和第一次周期来压的影响，涌水量将会存在增大的可能性，现场提出控制采高和推进度，采取间歇性推进和边采边疏水的方式，有计划分阶段地控制基岩风化带含水层水进入矿井，防止该含水层水突然大量涌入矿井。
4.3.1 重开切眼，跳面开采
在对顶板风氧化带含水层进行长达一年多的探测和疏放后，1205工作面涌水量和观测孔水位大幅下降且趋于稳定，在原开切眼前方约180m处重新开掘切眼，避开断层破碎带，实行跳面开采。2016年1月7日，1205新工作面投入试生产，宣布了1205工作面自2014年5月因突水停产近20个月后成功复产，最终成功回收1205面近60万吨煤炭资源。
4.3.2 确定可采高度
根据该矿井基础设计资料及其补勘的水文地质资料，一分层开采的导水裂隙带高度按25倍采高计算，保护层按20m留设。可采高度分析情况见表4-1。
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通过对1205面南部未采区（至1203面切眼位置）开采高度进行分析估算，得到：
1）轨道巷78.4m-149.1m的70m区间（现停采位置向前70m范围内），上部采高控制在2.5m，下部采高控制2.8m。
2）轨道巷149.1m-231.3m的82m区间（即现位置向前的70-152m范围内），上部采高控制在3.1m，下部采高控制3.3m。
4.3.3 推进度
1）工作面推进度控制在2～3m/d，确保月推进度不少于45m。
2) 原则上采取两班生产、一班检修、一班清理疏通水路的生产组织方式。
3）当工作面涌水量突然增大后，停止工作面生产进行疏水，当涌水量稳定后再分析下一步是否继续推进。
5 结论
（1）通过补打水压孔疏放水，并对地面水文观测孔水位监测、分析，探明了VI煤顶板存在风氧化带含水层的存在，弥补了基础地质资料的不足；
（2）工作面采动影响，顶板导水裂隙带发育高度增大并波及上部含水层，形成充分通道，使得矿井涌水量大幅增加；
（3）根据矿井基础设计资料及其补勘的水文地质资料，估算得到合理的开采高度，对本工作面安全生产及其邻近工作面的设计具有重要意义。
参考文献
[1] 余学义，王 鹏,刘 俊，郭文彬，孟巴矿1204工作面导水裂隙带高度探测研究，中州煤炭，2014,1：83-86.