研究区新上海一号煤矿发生了国内首次也是目前唯一的侏罗系煤层开采底板宝塔山砂岩突水淹井事故。本文在分析矿井工程地质条件和水文地质条件基础上，构建了研究区多含水层地下水渗流模型，揭示了疏放水条件下的地下水渗流场演化规律，研发了侏罗系煤层底板宝塔山砂岩突水风险预测方法；针对研究区含（隔）水层的软岩特性，提出了宝塔山砂岩含水层“断层注浆局部限制边界+疏放水”的水害防控方案。
侏罗系宝塔山砂岩突水风险预测及限制边界疏降技术
乔伟1 ，吕玉广2 ，韩港3 ，刘光尧4 ，吕文斌5 ，冯培超1 ，陈维池6 ，汪祯1
1. 中国矿业大学 资源与地球科学学院
2. 安徽理工大学 地球与环境学院
3. 山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司鲁新煤矿
4. 山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司
5. 内蒙古上海庙矿业有限责任公司
6. 江苏建筑职业技术学院
内蒙古上海庙矿区新上海一号煤矿发生国内首次也是目前唯一的侏罗系煤层开采底板宝塔山砂岩突水淹井事故；开展了侏罗系煤层开采底板强富水宝塔山砂岩突水危险性评价方法和防控技术的研究工作。首先，明确了“11·25”事故的突水水源为侏罗系延安组下部的宝塔山砂岩含水层，且煤层与底板宝塔山砂岩之间隔水层具有强度低、软化系数小、胶结性差的特点，属地质软岩。其次，以“含水层厚度、含水层富水性、含水层渗透性、含水层水压力及18煤底板隔水层有效厚度”为主要指标建立突水评价体系，将宝塔山砂岩含水层突水危险性分区被划分为安全区（32.21%）、威胁区（37.53%）及危险区（30.26%）三种类型，并通过实例验证了评价模型的准确性。最后，结合底板隔水层工程地质特性，分析采用“断层注浆形成局部限制边界+群孔疏降”的方法防控宝塔山砂岩突水。设定“疏放水开始至1 号钻场退出疏放水工作、2 号、3 号和4 号钻场持续进行疏放水工作至3 号钻场退出、2 号和4 号钻场持续进行疏放水工作至模型补排平衡”的疏降方案。依据规范得出注浆后最大帷幕渗透系数为2×10−2 m/d，当断层注浆后帷幕渗透系数为2×10−2～2×10−8 m/d时，疏放水量为402万~347.8万m3，安全区占矿区的比例为43.34%～67.37%。结合注浆成本、疏放水量和安全性，帷幕渗透系数为2×10−4 m/d时即可有效保证矿井安全生产和技术经济效益。断层注浆局部限制边界+疏放水联合技可有效防控宝塔山砂岩水害，研究工作对我国西部侏罗纪煤田开发底板水防治具有重要意义和工程实践价值。
教授
博士生导师
乔伟（1984-），男，山东蒙阴人，博士，教授，博士生导师，江苏省青蓝工程中青年学术带头人，中国地质学会谷德振青年奖获得者，兼任中国地质学会/中国煤炭学会煤炭地质专委会委员，中国煤炭学会矿井地质专委会委员，中国水利学会地下水科学与工程专委会委员；现任资源与地球科学学院副院长，矿山水害防治技术基础研究国家级专业中心实验室副主任，中国矿业大学地热资源研究中心副主任。先后主持国家自然科学基金、中国博士后基金项目、国家973计划子课题以及企业技术创新项目40余项。担任Water、Geofluids等国际期刊客座主编、《深地科学》（英文版）学术编辑、《煤炭科学技术》《煤炭学报》《中国矿业大学学报》、International Journal of Mining Science and Technology、Journal of Cleaner Production和《安徽理工大学学报》等期刊中青年编委、编委及审稿人。
工程地质与水文地质、矿井水害防治理论与技术、采动岩体结构演化及多场耦合、矿井动力灾害工程地质研究、矿区地下水水文地球化学与矿水资源化、地热资源评价与开发。
科研成果获省部级一等奖3项、二等奖3项，授权国家发明专利16件，出版专著2部，参编《煤矿防治水手册》，发表SCI/EI论文40余篇。
乔伟，吕玉广，韩港，等.侏罗系宝塔山砂岩突水风险预测及限制边界疏降技术[J].煤炭科学技术，2024，52（2）：194−208.
QIAO Wei，LYU Yuguang，HAN Gang，et al. Prediction of water inrush risk in Jurassic Baotashan sandstone andteachnology of by limited boundary drainage[J]. Coal Science and Technology，2024，52（2）：194−208.
END 责任编辑：黄小雨
整 理：黄小雨
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