淮南煤田下组煤底板岩溶含水层系统重构及岩溶水害分源防治技术摘要
淮南煤田煤炭资源丰富,2022年煤炭年产量达8000万吨,是我国东部主要产煤省份之一。淮南煤田下组煤厚度大、煤质好、资源储量高、赋存条件优良,而下组煤底板灰岩具有厚度大、高承压、强富水、岩溶发育不均一等特征,威胁下组煤层开采。本文以下组煤底板水文地质特征为基础,对岩溶含水层系统再认识及重构,提出岩溶水害分源防治技术。研究表明:①淮南煤田下组煤底板岩溶含水层系统自上而下依次为C3Ⅰ组含水层、太原组上部隔水层、C3Ⅱ组含水层、太原组下部隔水层、C3Ⅲ组含水层、本溪组隔水层及奥灰含水层,其中,太原组上部隔水层与本溪组隔水层厚度较小且隔水性较弱,而太原组下部隔水层厚度大、隔水性良好、抗压强度高,C3Ⅰ与C3Ⅱ组含水层水力联系密切,而C3Ⅲ组与奥灰含水层水力联系较密切;②基于隔水层隔水性及含水层富水性、导水性、可疏放性、水力联系程度等指标对下组煤底板岩溶含水层系统进行重构,形成C3Ⅰ—C3Ⅱ组含水层、太原组下部隔水层与C3Ⅲ组—奥灰含水层的三元岩溶含水层系统,其中C3Ⅰ—C3Ⅱ组含水层具有可疏放性,可采用疏水降压方法实现岩溶水害防治;C3Ⅲ组—奥灰含水层补给充沛,不具备疏放可行性,需要采用地面区域治理工程防治岩溶水害;③C3Ⅱ组灰岩是实施地面区域探查治理工程防治C3Ⅲ组—奥灰岩溶水害的有利层位,通过探查治理C3Ⅱ组灰岩垂向导水通道,阻隔C3Ⅲ组—奥灰岩溶水的突涌路径,可实现工程治理层(C3Ⅱ组)与防治目标层(C3Ⅲ组—奥灰)的解耦;④基于太原组下部隔水层的阻隔效应,构建岩溶水害“分源防治”技术体系,即以太原组下部隔水层为隔离层,上部复合含水层(C3Ⅰ—C3Ⅱ组含水层)以疏水降压为主导,下部复合含水层(C3Ⅲ组—奥灰含水层)重点实施地面区域探查治理工程。
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