石灰岩层往往成为煤矿开采防水害的主要对象,且淮南老矿区也发生了多次底板灰岩层突水,为解决新区水压高、传统隔水层薄的问题,提出改造或直接利用底板石灰岩层相对隔水性实现带压安全开采的构想,选择地处煤田中西部南缘的新集二矿为现场,综合运用岩石成分、水化学成分、岩石力学指标测试和微孔隙结构、渗透性实验等室内实验和水文地质钻探、物探、现场试验等手段进行研究。结果表明:1)四周为断层所切割,顶部为第四系和推覆体变质岩覆盖,500m埋深为界原地应力由浅部的张应力转变为压应力状态,深部岩层裂隙开启性差;2)水化学类型为Cl-Na型,矿化度大于1.5 g/L,岩层空隙处于沉淀充填状态;3)下组煤底板灰岩渗透性和富水性很差,可以看作相对隔水层,井下钻孔证实出水钻孔多靠近大型断裂,且出水量小而衰减快。首采面安全开采和第2个面的安全掘进证明下组煤底板灰岩为相对隔水层或稍加改造可以作为隔水关键层的结论是正确的。

国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB227900)；国家自然科学基金项目(50974115,50974107)；