陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害类型及其主控因素,总结工作面涌水量变化规律,并研究顶板巨厚砂岩含水层水害形成机理,进而提出顶板水害防控关键技术。结果表明:(1)黄陇煤田顶板含水层充水可分为持续涌水式、非持续涌水式和泥砂溃涌式3类,持续涌水式包括可控持续型和高强度持续型,非持续涌水式分为离层涌水型(包括偶发离层涌水型和频发离层涌水型)和脉冲式涌水型,以及泥砂溃涌型共6型。(2)关键隔水层厚度、煤层与洛河组砂岩间距、洛河组砂岩的富水性共同决定顶板涌水形式:当关键隔水层厚度较小甚至缺失,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距较小时,发生脉冲式涌水;当关键隔水层厚度较大且分布稳定,洛河组砂岩富水性中等至强且与煤层间距较小时发生持续涌水;当关键隔水层巨厚,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距巨大时发生离层涌水;当煤层顶板导水裂隙带范围内的侏罗系地层发育胶结不良地质体或煤层出现冒顶现象,容易形成水砂溃涌灾害。(3)地下水位监测预警技术、地面钻孔疏放离层积水技术、井下泄水巷集中排水技术、排水系统建设与维护技术、减水开采技术等是黄陇煤田水害防治的关键技术;工作面精细管理制度、工作面水情日分析制度、专家会诊及对标学习制度等是做好水害防治工作的配套管理对策。

国家重点研发计划课题(2017YFC0804103)；中煤科工西安研究院(集团)有限公司科技创新基金项目(2021XAYKF02)；

1 黄陇煤田概况
1.1 煤矿分布
1.2 区域水文地质条件
1.3 典型煤矿水文地质条件
1)高家堡矿井41103工作面
2)郭家河煤矿1309工作面
3)青岗坪煤矿42105工作面
2 顶板水害类型及工作面涌水规律
2.1 顶板水害类型及其分布
2.2 工作面涌水量变化规律
1)持续涌水类型
2)离层涌水类型
3)脉冲式涌水类型
3 顶板水害形成的主控因素分析
3.1 地质条件
3.2 水文地质条件
1)洛河组垂向富水性
2)洛河组水平富水性
3.3 开采条件
4 黄陇煤田顶板水害形成机理
2)持续涌水机理
3)离层涌水机理
4)泥砂溃涌机理
5 顶板水害防控关键技术及管理对策
5.1 顶板水害防控技术
1)地下水位监测预警技术
2)地面钻孔疏放离层积水技术
(1)地面钻孔抽排
(2)地面钻孔泄水
3)井下泄水巷集中排水技术
4)排水系统建设与维护技术
5)减水开采技术
5.2 顶板水害防治管理对策
1)工作面防治水“一面一策”制度
2)建立工作面水情日分析制度
3)建立工作面精细管理制度
4)防治水工作例会制度
5)与科研单位合作制度
6)建立专家会诊及对标学习制度
6 结论

靳德武,李超峰,刘英锋,曹海涛,任邓君,王红亮,张金魁,黄阳,杨国栋,郭康,樊敏,刘宸铠.黄陇煤田煤层顶板水害特征及其防控技术[J].煤田地质与勘探,2023,51(01):205-213.