九龙矿野青工作面水压力与采动应力响应关系
摘要：文章介绍了九龙矿15449S野青工作面经区域治理后，回采期间的涌水量、观测孔水位、矿压及微震事件之间的变化联系，并进行系统分析总结，找出矿压与水压之间变化规律，为今后野青工作面顶板来压进行预警和安全回采提供了成功经验。
关键词：野青工作面；水压力；采动应力 一、前言
15449S工作面为九龙矿09年恢复生产以来，开采的第二个野青工作面，也是目前回采标高最深的一个工作面，在采煤过程中，顶板频繁来压，造成回采进度缓慢。该工作面采前虽采取了地面区域治理工程，但回采期间仍有出水现象。因此，在工作面回采过程中有待于通过各项水文数据监测，对区域治理进行分析总结，找出矿压与水压之间变化规律，为今后野青工作面顶板来压进行预警和安全回采提供重要技术依据。 二、工作面概况
15449S工作面为九龙矿北翼4号煤（野青）工作面，该工作面构造简单，煤层赋存较稳定，煤层结构为单一，上顺槽煤厚为1.0～1.4m，切眼煤厚为1.0～1.1m，下顺槽煤厚为1.0～1.4m，平均煤厚为1.2m。煤层倾角16°～20°。煤层顶板为2.1m厚野青灰岩；直接底板为5.8m厚粉砂岩。 （一）工作面水文地质条件
①山伏青灰岩含水层：伏青灰岩上距4号煤底板间距36m左右，经工作面底板验证孔钻探揭露证实水量很小，单孔涌水量最大为0.06m3/min，水位标高在-686.6m。
②大青灰岩含水层：根据各底板验证孔实际揭露情况比对分析大青灰岩顶上距4煤底板间距72m左右。经实际钻探揭露证实单孔涌水量为0.01～0.16m3/min，水位标高为-625.5m～-407.4m，富水性不均匀。
③奥陶系灰岩含水层：根据地面施工各分支水平孔和井下底板验证孔揭露情况，含水层顶面上距4号煤底板层间距一般厚度在105m左右，近三年水位标高+95.62～+117.76m。为该工作面煤层底板防治水的主要对象。 （二）工作面构造及导水通道分析
在15449S工作面及外围范围内，施工注浆主孔1个，分支水平孔9个，孔间距为40m，控制层位在奥灰顶面以下35m左右。结合地面区域注浆漏失点位置和采前综合物探成果报告，有针对性的设计施工完成了底板验证孔12个，依据工作面底板验证孔实际揭露各含水层观测山伏青灰岩含水层最大涌水量为
0.06m3/min；大青灰岩含水层最大涌水量为0.16m3/min。工作面回采前在上顺槽外段施工一个观测孔，初始水量0.15m3/min，水压5.0MPa。工作面内未发现隐伏（含）导水构造，揭露的断层均为小断层，正常情况下不富水、不导水。因此，工作面底板主要强含水层与上伏薄层灰岩含水层之间，不存在垂向补给通道。 （三）工作面微震监测系统布置
15449S工作面两巷，布置高精度微震监测系统18通道，共计3个三轴检波器和9个单轴检波器。
三、工作面水文动态监测应用
1、工作面顶板来压期间相关水文参数变化情况（部分）：
四、分析与总结
1、从收集的工作面涌水量和观测孔水压变化情况总结分析与矿压关系：顶板来压时支架承受压力高达25-100MPa，证实工作面随着开采深度和回采面积不断增加，工作面顶板来压前水量呈下降趋势，山伏青观测孔压力也呈下降趋势，来压期间，观测孔压力明显上升，水量开始上涨。来压过后，观测孔压力又开始下降，水量趋于平缓后缓慢下降。工作面顶板来压前后，涌水量与观测孔水压（位）呈规律变化。
2、通过以上较大来压时微震事件总结分析与矿压关系：工作面顶板来压前事件较集中在野青灰岩以上20m，2煤底板以下20m的砂岩中，来压后大煤顶板事件增多，采空区顶板也出现大煤顶板事件，说明大煤顶板至4煤处有裂隙产生。底板事件较少，主要发育在山伏青含水层以上层位。15449S工作面微震事件多数分布于采线附近，通过统计分析工作面顶板微震事件的发生时间和数量，可以推算出工作面周期来压的时间和周期来压步距。
3、不同的开采条件下造成的矿山压力也不同，随着开采深度和回采面积的增加，当覆岩发生断裂将要跨落时刻，矿床底板受着巨大的支承压力，会对底板岩体造成严重的破坏。随着回采面积不断增大，应力集中区也在增大，应力集中到足以使底板岩体发生破坏时，底板岩层的隔水性能就会降低，有利于底板承压水的涌出。 五、结论
1、工作面前4次来压，原始平衡的地应力逐渐被破坏，但强度不大，工作面底板山伏青灰岩含水层水，已经逐渐被疏干，工作面没有远处含水层水补给，山伏青观测孔水位，一直下降，没有上升趋势；涌水量也随着每次来压，逐渐增加，没有减小趋势。工作面第4次来压之后，工作面底板的山伏青灰岩含水层水量逐步减小，但侧向仍存在奥灰含水层水对上覆薄层灰岩的补给，工作面涌水量总体呈上升趋势。
2、工作面底板以下27m有微震事件，说明底板已破坏至山伏青层位。从工作面第5次顶板来压后，工作面每次来压1-4小时后，底板裂隙被压开，工作面涌水量开始变大，钻孔水位急剧下降。随着工作面回采，顶板逐渐垮落压实采空区底板，导水裂隙通道被挤压，涌水量开始减小，钻孔水位开始上升，当工作面涌水量减少至与上次来压之前涌水量接近时或工作面涌水量急剧下降，预示着工作面下次来压开始。工作面来压后，工作面涌水量急剧上升，观测钻孔水位明显下降。
根据目前情况，水文相关数据监测变化规律明显，实践效果良好。为今后矿井深部野青薄煤层安全开采中防治水工作积累了宝贵经验。 参考文献：
[1]褚程程.奥陶系推覆体下覆岩采动应力和水压力响应研究[D].中国矿业大学，2016.
[2]马海峰.煤层瓦斯压力的采动应力响应特征研究[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2016，36（03）：20-25.
九龙矿野青工作面水压力与采动应力响应关系
