钻探施工

5.1.2.1施工工艺

所有钻孔按设计给定的孔位及要求施工，全取心钻进。钻进中在不同的深度先后安放一级(φ168)、二级(φ108)、三级(φ89)止水、固井护壁套管，并分别用纯水泥浆进行封闭止水，水灰比1∶0.8，终凝后进行了不小于6MPa耐压试验，经后续注浆加压验证，密闭止水效果优良。

安放不同规格护壁止水、固井套管总计507.74m。

所有探水注浆钻孔施工完毕后，管口均安装了耐压6MPa，口径5寸止水(浆)阀门，保证突水时止水及注浆止浆的安全使用。

5.1.2.2钻探揭露情况分析

通过钻探揭露含水层段及其涌(出)水量实测分析，与物探探测所圈定的低阻异常区含水情况基本吻合，验证了物探资料具有相当的可靠性。

所有钻孔在钻探过程中未发现地质构造异常现象，且地层层位正常。自联络巷至51号测点区域内自上而下16m垂深范围内所揭露的地层为:

1)5号煤层:黑色、块状、半透光亮—暗淡型。最大厚度2.67m，最小厚度0.14m，平均厚度1.33m。

2)石英砂岩层:铅灰—灰白色，块状，质较纯，致密，坚硬，成分以石英矿物为主，含少量长石及云母，泥、硅质胶结，似水平层理，分选、滚圆中等，呈中粒状，不具裂隙。最大厚度1.46m，最小厚度0.36m，平均厚度1.23m。

3)粉砂岩层:铅灰—灰黑色，块状、质较细、成分以暗色碎屑矿物为主，泥质胶结，似水平层理，含少量黄铁矿结核及植物化石碎片，部分钻孔裂隙发育。如12号、13号孔揭露该层时发现岩心较破碎，不完整，且孔内有不同程度的漏失量。最大厚度8.34m，最小厚度4.45m，全层平均厚度5.92m。

4)石英砂岩层:浅灰—灰白色，质较纯，致密、坚硬，成分以石英矿物为主，含少量长石及云母，分选、滚圆一般，泥、硅质胶结，岩心较破碎，稍具裂隙。最大厚度2.58m，最小厚度0.87m，平均厚度1.75m。

5)粉砂岩层:深灰—灰黑色，块状，质较细，且致密坚硬，成分以暗色碎屑矿物为主，泥质胶结，似水平层理，含较多黄铁矿结核，局部稍具裂隙。最大厚度3.74m，最小厚度0.76m，平均厚度3.27m。

6)石灰岩层(K₂):深灰—灰黑色，块状，性脆，坚硬，较致密，质稍纯，成分以碳酸钙为主，泥钙质胶结，似水平层理，可见方解石脉，遇酸强烈起泡，含少量根茎化石。本层分上、下两层，中段偶见夹薄煤层及砂质泥岩。全层揭露最大厚度5.02m，最小厚度2.44m，平均厚度3.30m。本层含水，最大涌水量3m³/h，静水压力0.26～0.3MPa。

自51号测点向东切眼区域内自上而下垂深16m范围内所揭露的地层为:

1)5号煤层:黑色块状，半光亮—暗淡型。最大厚度1.29m，最小厚度0.09m，平均厚度0.54m。

2)石英砂岩层:铅灰—灰白色，块状，较致密，坚硬，质不纯，成分以石英矿物为主，含少量长石及云母，分选、滚圆中等，泥、硅质胶结，似水平层理，呈中粒状。最大厚度2.84m，最小厚度0.78m，平均厚度1.51m。

3)粉砂岩层:铅灰—灰黑色，块状，质较细，成分以暗色矿物为主，含少量云母碎片及植物化石，泥质胶结，似水平层理，局部斜层理，含少量黄铁矿结核。最大厚度6.21m，最小厚度0.55m，平均厚度3.94m。

4)6号煤层:黑色，块状，半光亮—暗淡型。平均厚度0.67m。

5)粉砂岩层:深灰—灰黑色，块状，质较细，成分以暗色碎屑矿物为主，泥质胶结，似水平层理，含少量黄铁矿结核及云母碎片，该层局部段具裂隙，岩心呈破碎状。最大厚度12.25m，最小厚度2.53m，平均厚度4.68m。

6)石英砂岩层:铅灰—灰白色，质不纯，块状，较致密，坚硬，成分以石英矿物为主，含少量长石及云母，分选、滚圆一般，似水平层理，具方解石脉，岩心较破碎，中间夹薄层9号煤层。全层揭露最大厚度8.61m，最小厚度1.14m，平均厚度3.85m，该层含水，最大涌水量32m³/h，最小涌水量0.2m³/h，静水压力0.28～0.45MPa。

除9号、14号、15号钻孔未发现孔内涌水或出水情况外，其余钻孔均在下部相同层位(石英砂岩层、K₂灰岩层)不同程度出现孔内涌水。依涌水量及涌水静压力判断，涌水补给与下伏奥灰岩岩溶裂隙水无水力联系，应为煤系地层下部含水层组(含K₂灰岩)裂隙水。

钻孔所揭露的5号煤层底板以下地层，层位正常，开采扰动破坏深度范围内地层结构稳定，岩石较完整，裂隙不甚发育。

通过勘探基本探明巷道掘进对围岩结构的破坏与下伏含水层的揭露、贯穿、导通无必然联系。整个探水钻孔并未发现导水断裂构造。

开采扰动破坏深度之下，虽然局部地段岩心破碎，但地层、层位结构稳定，并且未发现可能导致奥灰水突出的地质构造。

5.1.2.3水文地质条件评价

通过本次钻探施工，基本探明了5号煤层底板以下16m范围内地质及水文地质条件，简述如下:

(1)埋藏于不同介质中，直接充水含水层划分

钻探探明，自联络巷向切眼方向51号测点约500m范围内为K₂灰岩裂隙含水层。该层水具有刺鼻的异臭味，呈弱含水性，水量不大，约0.5m³/h，且富水性具不均匀分布特点，其静水压力在0.26～0.32MPa之间。

这些特点充分说明，因受古侵蚀基准面标高变迁，构造原生裂隙和自身岩性结构等多种因素的制约，所导致的其岩溶发育程度不同。因此存在着明显的纵、横两个方向的分带性和一定区域之间的差异性，从而形成富水性不均一的显著特点。该层水以静储量为主。

自51号测点向东至切眼方向即整个C区范围内，煤层底板以下16m深度内存在石英砂岩裂隙含水层组。其含水介质为硅质胶结的粗粒石英砂岩。该层水无色、无味、呈中等性富水。最大涌水量32m³/h，静水压力0.45MPa。本层水仍有不均匀富水性的特点，钻探揭露的同一含水层内，富水性不同，相邻两个钻孔，涌水量差异明显。这就表明位于不同点的钻孔，所处地层结构，砂岩粒径，裂隙发育程度的不同，导致富水性差异。该层水以静储量为主，属富水性中等偏弱型水。

(2)水量

钻探揭露总出水量为200.7m³/h，其中K₂灰岩岩溶裂隙水出水量为8.5m³/h，5号煤层底板以下砂岩含水层组出水量为190.20m³/h。故整个采区工作面底板以下16m范围内水呈偏弱—中等富水性含水地层。

(3)静水压力

K₂灰岩岩溶裂隙水静水压力为0.26～0.32MPa，5号煤层底板以下砂岩裂隙水静水压力0.28～0.45MPa。

(4)补给

勘探基本可确定孔内涌水多为下伏砂岩层孔隙裂隙水，与下伏奥灰岩岩溶裂隙水无水力联系，其补给可能来自地表水及大气降水通过裂隙导水通道补给5号煤层之下直接充水水源含水层组，或埋藏于原生地层之中的静储量水。

(5)径流

受施工条件及设计要求所限，本次施工未做专门水文地质试验项目，仅凭钻探技术无法确定K₂灰岩岩溶裂隙水富水区，初步分析其多为分区、分块段的静储量，为弱径流区。

5号煤层之下的石英砂岩含水层组，该层水从静水压力上分析，有自西北向东南方向径流的趋势。

从地层南高北低呈单斜构造上分析，局部地段有自南向北径流的势态。这表明受局部地段地质结构及地质条件的限制，所表现出的局部异常性。如运输巷65点4号孔出水量为30m³/h，与其对应的轨道巷64号点18号孔出水量为32m³/h。

总之，整个5号煤层之下砂岩含水层C区范围可划分为呈中等径流区块段。

根据钻探所掌握的水文资料分析，5号煤层之下K₂灰岩裂隙水及石英砂岩含水层组水，其排泄可能有两种途径:

1)通过薄弱的导水裂隙通道，经煤层向上排泄，再通过侧向流排入地表河流。

2)通过煤层之下裂隙及原始地质构造，裂隙经下伏岩溶裂隙通道排入下伏奥灰岩层中。