灰岩含水层水位致，并且从水质化验资料来看，部分钻孔本溪灰岩水质已呈奥灰水质特征。因此，本溪灰岩水与奥灰水之间有定水力联系，可能存在奥灰水垂向越流补给现象或其它形式补给方式。构造东井区位于大油村向斜断层以北范围。从煤底板等高线图整体形态看，本区整体为褶皱较宽缓两翼不对称向斜构造。东翼地层较陡，最大倾角达。西翼断层附近地层倾角相对较缓，倾角在左右。煤埋深标高在之间变化，埋藏最浅处在葛孔附近为，埋藏最深处在补孔与葛孔之间为。本区构造相对较简单，断层走向基本呈北东方向展布，规律性强，并且大断层相对较少，主要分布在井田西部，为西部边界如图所示。平乡煤矿西葛泉乡煤矿大油村乡煤矿葛泉井田构造纲要图图伍仲煤矿平东煤矿曹章背斜解下向斜大油村向斜下解向斜试采区图葛泉井田构造纲要图本区内有大小断层共计条，西部边界南部边界北部边界通过三维地震勘探在区内新发现断层条，全部是正断层。落差大于等于，小于断层条，落差大于等于，小于断层条，落差小于断层条。巷道施工过程中实见断层条，分别是。此外，通过三维地震综合勘探在测区内解释陷落柱个，该陷落柱位于测区中部葛孔西侧，轴长左右，富水可能性不大。在测区边界煤露头附近还解释个地质异常体。四个地质异常体从平面展布形态看，类似于陷落柱。区内最大直径，区内最大直径地质异常体含水性较差，但两个地质异常体处于大青强富水条带内。地质异常体位于测区北部，平面形态为椭圆形，长轴长约，短轴长。该地质异常体含水性较差。地质异常体位于测区北部葛孔附近。平面形态为椭圆形，地震勘探控制了部分该地质异常体富水可能性不大。煤层东井区内煤系地层为石炭系中统本溪组石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。本井田开采煤赋存于太原组地层。区内主要可采煤层为煤层。煤位于太原组中部，上距伏青灰岩。据区内见煤钻孔统计，煤层总厚度，平均，结构较简单，距煤约。层位厚度稳定，仅有少量钻孔煤厚小于最低可采厚度。在全井田变化不大，大部分地区均可采，属于稳定煤层。煤位于太原组下部，其顶板为大青灰岩，煤层层位不稳定。煤层厚度变化大，煤层厚度，平均。与煤最大间距为，在本区中部与煤合并。煤在平面上厚度变化比较大，属不稳定部分可采结构较简单煤层。煤层本煤层位于太原组下部，是本井田厚度最大可采煤层。据井田内见煤钻孔受断层影响者除外统计，煤层总厚度最小，最厚达，平均厚度，本区中部与煤合并，该煤层属于稳定可采结构复杂煤层全井田可采煤层。隔水层分析煤层与奥灰间隔水层综合分析煤层底板至奥陶系灰岩含水层隔水岩层厚度，平均约。岩性组合以粉砂岩细砂岩中细砂岩灰岩和铝土质粉砂岩为主。其中，粉砂岩细砂岩占总厚度左右本溪灰岩厚度占总厚度可塑性比较强铝土质软岩类厚度占总厚度左右。这种软硬相间且具有定厚度隔水层结构在未受构造破坏情况下，具有较好阻水性能。煤底板以下至奥灰含水层隔水层结构如表所示。表煤底板隔水层岩层结构岩石名称平均层厚岩性特征煤由镜煤亮煤组成，硬度中等铝土质粉砂岩灰色细腻，含黄铁矿下煤区内发育不稳定，有时尖灭中细砂岩细粒结构分选好，泥硅质胶结，沿层面含铁质粉砂岩结构致密块状构造性脆本溪灰岩隐晶和细晶结构，致密，中上部有时夹煤溶隙发育且不均匀，偶见小溶洞铝土质粉砂岩块状构造质较纯细腻细砂岩泥质胶结夹薄层粉砂岩粉砂岩块状无层理偶见菱铁质成分结构致密坚硬奥陶系灰岩煤层与本灰间隔水层分析煤底板至本溪灰岩间距，平均，岩层结构以粉砂岩砂岩为主，裂隙发育程度较高阻水性能般，底板裂隙发育方向多为，本溪灰岩承压水在局部地段存在原始导升高度。矿井水害历史与现状目前，葛泉矿东井下组煤试采区尚未发生过灾害性涌水。但在巷道掘进阶段，多处发生底板渗水，此外在巷道掘进过程中，针对底板超前探测钻孔均有涌水，局部钻孔在煤层底板下处即揭露本溪灰岩水。目前，矿井正常涌水量在，主要以大青灰岩水本溪灰岩水为主，大青灰岩水占整个矿井涌水量以上，采空区本溪灰岩及其它水占整个矿井涌水量。见表所示表葛泉矿东井区矿井涌水量构成情况览表涌水位置水源涌水量井筒淋水野青及上部水放水孔大青灰岩西翼大巷东翼大巷大青灰岩大青灰岩工作面采空区本溪灰岩及其它水工作面采空区工作面采空区本溪灰岩及其它水本溪灰岩及其它水其它巷道及生产用水混合水合计虽然目前矿井涌水量较小，但是随着开采水平延伸和开采范围扩大，矿井涌水量将逐步增加。注浆改造现实意义据测算，目前，东井煤试采区煤层资源保有储量达万吨，其中以浅万吨，以深万吨，总之东井煤层资源储量相当可观。但是，本区煤开采受到底板水害严重威胁，主要表现为以下几个方面由于本区处于百泉奥灰岩溶水文地质单元南部迳流区沙河邢台百泉迳流带和高店村张宽百泉迳流带之间相对强迳流地带。地下水补给充分，径流条件畅通。因此，本区奥陶系灰岩含水层历年最高水位，富水性较强，水平煤层底板承受最大水压力达，突水系数最高可达煤下伏本溪灰岩含水层厚度大左右，岩溶裂隙发育，富水性强，且与奥陶系灰岩含水层之间存在密切水力联系，两者已经复合为个含水体本溪灰岩含水层普遍发育导升裂隙，局部发育高度甚至直达煤底板。综合上述，本区煤带压开采水文地质条件表现出薄二强三高特点薄本灰与奥灰之间隔水层薄二强奥灰岩溶发育，巨厚富水性极强本灰厚度大岩溶裂隙发育与奥灰之间存在水力联系，富水性较强三高奥灰水压高本灰导升高突水系数高。复杂水文地质条件使本区防治水工作形势严峻，迫使葛泉矿东井不得不进步重新认识矿井地质水文地质条件，重新评价和定位矿井面临水害类型，采取切实可行矿井防治水技术路线和符合矿井水害特点矿井防治水方法与措施，以确保矿井生产安全。因此，研究适合本区科学合理带压开采防治水技术是我们必须直接面对重要课题。为此，葛泉矿东井制订了以疏放顶板大青灰岩水，注浆加固煤底板及全面注浆改造下伏本溪灰岩含水层，使其成为弱含水层或相对隔水层，增加煤至奥陶纪灰岩含水层有效隔水层厚度，封堵奥灰水垂向导升通道防治水技术路线。故注浆加固煤底板及全面注浆改造本溪灰岩是东井防治水工作重要环。注浆站规划根据葛泉矿东井开采下组煤防治水技术路线，煤底板及下部本溪灰岩含水层必须进行注浆堵水。为此，由北京煤科总院建井研究分院进行地面注浆站总体设计和设备选型，山东肥城博达工贸公司于年月在东井建成了地面注浆站并投入使用。实施对东井煤底板及其下部本溪灰岩含水层进行注浆堵水。根据现场实际情况，结合井上下位置关系综合考虑道路供电通讯水源等因素选择合理注浆站位置。土建工程在地面整平夯实基础上，以结构紧凑布局合理施工操作方便为原则，建造储土注浆棚，粗浆池，废浆池精浆池搅拌吸浆池散装水泥罐平台，清水池蓄水池配电室微机监控室，办公室电工维修室值班室等土建工程。其中储土注浆棚座，有效储土部分，为棚架结构，棚身为金属支架，棚顶为石棉瓦或玻璃钢瓦。粗浆池个直经，深度，墙厚，上口高出地面，体积。废渣池个长，宽，高出地面，便于清挖。精浆池个直经，深度，墙厚,上口高出地面,体积。搅拌吸浆池混浆池个直经，深度，其中吸浆部分低于池底，墙厚，上口高出地面。水泥罐平台个，安装个罐，单罐载荷重按设计，为钢筋混凝土结构，平台高出地面，地下部分到硬底。高位储水池个，长，宽，深，储水部分高出地面，池顶面以下设观测管，池底部处设个寸水管，以便自然泄水,另外池底部设排污管。清水池个，长，宽，深为砖石结构。办公室间，包括微机监控室会议室配电室值班室电工维修室更衣室等，为砖混结构。粘土上料造浆系统由粘土皮带输送机高位水池型制浆机粗浆池液下多用泵除砂器精浆池搅拌机等组成。皮带输送机机身长，皮带宽，机头高度应满足制浆机高度，由型油浸式电动滚筒带动，功率，主要用于输送粘土到制浆机。高位水池通过寸管路和管道加压泵与制浆机连接，阀门控制水量，负责向制浆机供给造浆用水及冲洗制浆机用水。型制浆机规格为长宽高，是制造粘土浆主要设备，主电机功率，有粉碎搅拌筛选三种功能，具有定量上料，连续造浆特点。额定造浆量,通过现场测比重粘度及时调整粘土量及水量，制成浆液后经过滤流入粗浆池。粗浆池容积,主要用于储存粘土粗浆，并安设搅拌机台，液下多用泵两台。液下多用泵型号，排量，功率，用于输送粗浆经除砂器除砂后进入精浆池。潜污泵型号为系列，每台排量，扬程，功率，由精浆池输送浆液入射流造浆系统。旋流除砂器具有除砂去渣功能，经净化后颗粒较粗砂粒等废渣进废渣池，浆液进精浆池。精浆池容积，用于储存精浆，精浆池上安设搅拌机台，及时搅拌以免沉淀。粘土水泥浆搅拌机因粘土浆水泥浆经过段时间易沉淀，需要安装搅拌机进行搅拌方能注浆。搅拌机采用淄博电机厂生产型行星摆线式针轮减速机制造，功率，传速比。射流造浆系统由散装水泥罐气动下料调速螺旋计量螺旋变频调速控制柜注浆控制系统等组成。散装水泥罐设计个，浆结束压力标准孔口压力达到水压倍以上，泵量为，并持续以上可以结束注浆。注浆质量检查注浆结束后对注浆质量检查是评价此次注浆效果最好途径。本阶段粘土水泥浆注浆结果主要采用了两种方式检验在注浆结束后，分别对于相应注浆孔取芯，取芯发现注入粘土水泥浆均呈膏状物，并具有定可塑性，可以预见在高压下浆液脱水，形成浆体具有较好堵水效果。注浆孔均在有左右静水压煤层底板或者本溪灰岩层，所以在受注地层注浆结束之后，打相应检查孔是检验注浆效果另有力途径。因为，若是含水裂隙堵水效果不理想，则在静水压力下检查孔仍会有水流出。在节中表讨论可知，本次粘土水泥浆注浆是成功。注浆成果注浆孔参数表罗列了部分注浆孔孔位以及涌水量等参数。此次注浆目是对煤底板及本溪灰岩含水层进行注浆改造，所以注浆孔位基本延伸至本溪灰岩底板以下。注浆成果分析表汇入了试验孔孔试验孔孔孔孔以及加孔共个注浆孔注浆成果内容。鉴于地层原因，钻孔吃浆困难，注压升高较快，为了达到理想注浆堵水效果，在实际注浆过程中对原浆比重进行了灵活调整，原浆比重基本控制在左右，加入水泥之后浆液比重也基本稳定在以下。所以保证了浆液有较大扩散半径，同时也提高了注浆量，并最终达到较好注浆堵水效果。从表中注浆前后钻孔涌水数据可以看出，本次粘土水泥浆对煤层底板以及本溪灰岩水堵水效果很好，剩余涌水量均在以下，其中两孔注浆量最大，堵水效果也最好，剩余涌水量均为。值得提是在孔注浆过程中，本溪放水试验中观孔因串浆被封闭，不能做观测孔使用，又在观孔左侧处本溪灰岩位置施工观孔，结果观孔穿过本溪灰岩后水量仅为加孔在钻至本溪灰岩斜距初始出水，粘土水泥浆注浆结束后，扫孔钻至灰岩下剩余涌水量，这种情况在以前用单液水泥浆注浆时是很少见，可见粘土水泥浆注浆效果较好。表注浆孔孔位及涌水量参数孔号钻孔位置钻孔方位钻孔倾角开孔层位开孔标高终孔层位终孔深度注浆前涌水量终孔静水压试验孔东翼运输大巷回前煤中本溪底板试验孔东翼运输大巷回前煤中本溪底板孔东翼轨道大巷前煤铝土质泥岩孔东翼轨道大巷前煤铝土质泥岩孔东翼运输大巷回点前煤中本溪底板孔东翼运输大巷煤中本溪底板加孔西翼轨道大巷煤本溪底板表注浆工程成果表孔号注浆时间注浆段长孔口静水压原浆