摘 要：九龙矿煤层埋藏深、水压高、矿山压力大、水文地质条件复杂，矿井生产受煤层底板以下大青和奥灰等强含水层水的威胁非常严重。尤其是4号野青煤层，建矿以来曾开采过4个野青工作面，每一次开采都伴随着底板出水的问题，2009年开采15423野青工作面时，曾发生底板奥灰突水淹井事故，造成了严重的损失。为此，在15445N野青试采工作面正式回采前，以区域超前治理奥灰含水层为重点工作内容，并开展了大量工作面防治水治理工作，消除了煤层底板突水危险性，实现深部地区工作面的安全回采，取得了良好的经济效益、安全效益和社会效益。
关键词：奥灰含水层；区域超前治理；野青工作面；安全回采
中图分类号： TD745 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）03-192-2
1 矿井简介
九龙矿井田位于鼓山背斜东翼，平面呈菱形状，南北走向长8km，东西倾斜宽2.5km，面积20.2km2。南部以F26断层地堑与梧桐庄井田相隔，西部以F8正断层与泉头井田相望，北以F9断层与羊东矿相隔，东部以2#煤层-900m等高线为技术边界。矿井主采煤层为2#号煤和4#煤层，2#煤和4#煤的层间距为40～68m，4#煤层距离奥灰顶面110m，矿井水文地质条件类型为极复杂型，地质类型为极复杂型。
2 防治水技术创新
经过20多年的开采，九龙矿浅部煤层已基本开采完毕，矿井生产的重心逐步向深部转移。北翼深部地区大煤赋存较厚（平均为5.5m以上），可采储量占全矿井2/3以上。但是由于北翼深部地区瓦斯赋存量高，且2号煤层具突出危险性，因此开采4号（野青）保护层势在必行。为了解决防治水技术难题，同时解决保护层开采问题，九龙矿决定采用地面区域治理的方法对奥灰含水层进行注浆加固，封堵出水源头，从根本上解决九龙矿深部煤层开采受水威胁的难题。为此确定了“地面区域治理，井下物探佐证、有异钻探查验、注浆加固补强”的矿井防治水技术路线。
3 15445N工作面基本情况
15445N工作面为九龙矿复产以来，开采的首个野青保护层工作面，该工作面煤层赋存稳定，平均厚度为1.6m，可采储量13.9万t。工作面煤层底板最低标高为-770m，奥灰含水层水位近三年最大值为+117m，4号煤层与奥灰含水层间距为100m，计算得T=0.098 MPa/m，根据《冀中能源峰峰集团矿井防治水管理规定》第82条：“煤层底板完整块段野青煤回采工作面T值不超过0.1MPa/m”规定的要求，计算值处于临界值状态，因此必须对工作面底板奥灰含水层进行注浆加固改造。
4 15445N工作面防治水技术思路
由于九龙矿属水文地质条件极复杂型的大水矿井，从建矿至今，已经开采了4个野青工作面，均发生不同程度的突水，且具有随着开采深度增大，突水频率和突水量有增大的趋势。在开采15423N工作面时曾发生底板奥灰突水淹井事故，充分说明了防范煤层底板奥灰含水层突水的重要性。
根据《煤矿防治水规定》及相关规程要求，并与集团公司反复研究研究决定，以深部野青煤底板含导水构造精细探查为中心，提前采取地面施工分支水平注{孔的措施，对工作面范围内底板奥灰含水层顶面和局部大青灰岩，进行了钻探查漏及注浆加固改造。
5 15445N工作面区域治理情况
地面区域治理技术是在地面施工钻孔，到目标层以上一定位置时进行定向造斜，进入目标层位取平，沿层位平行钻进。并利用水平钻孔，对奥灰含水层顶部导含水通道和裂隙进行探查并注浆封堵，从突水源头上进行治理，将奥灰含水层顶部改造为相对隔水层，以减小底板突水概率。（图1）
工作面地面范围内施工两个注浆主孔（注1和注2），分支水平孔11个，合计钻探进尺7997.54米，通过水平钻进探查到明显漏失点25个，合计注水泥67140t，粉煤灰10296t。（见表1和图2）
6 15445N工作面防治水治理效果
通过井上下防治水综合工程治理后，工作面掘进期间没有出现异常突水现象。地面施工分支水平注浆孔对工作面底板奥灰含水层的探查和注浆封堵，浆液在注浆压力作用下，向下沿奥灰水补给通道扩散、沉淀、结石堵塞或缩小导水通道，减少奥灰水对其他含水层的补给，向上沿煤层底板裂隙运动、沉淀、结石，充填隔水层的导水带裂隙，胶结强化底板，有效封堵了煤层底板的导水通道和裂隙，大大降低了工作面底板奥灰突水的概率。工作面于2014年5月1日开始回采，2015年1 月31日安全回采结束，采出煤量116561t，实现了带压安全开采。
7 结束语
九龙矿奥灰含水层水压高、弹性静储量极大，以往开采野青工作面期间不同程度的突水事故，给矿井造成了极大的安全和经济效益影响。本次15445N野青工作面水平定向井注浆改造工作，注浆治理目标层直接为奥灰含水层顶部，降低了煤层底板突水概率，最终达到根治水害的目的，经实践证明取得了良好的效果。目前，地面区域治理技术已经在九龙矿全面推广应用，为深部煤层保水开采奠定了坚实的基础。