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我国作为世界第一采煤大国,煤炭资源十分丰富且地域分布辽阔。在我国批准建设的14个亿吨级大型煤炭基地中有宁东、神东、陕北、黄陇、新疆5个基地是主要开采侏罗纪煤炭资源。侏罗纪煤田浅部煤层普遍面临顶板砂岩水害问题,其中以宁东煤田尤为典型,麦垛山煤矿位于宁东煤田鸳鸯湖矿区南部,2煤顶板直罗组下段含水层厚度大、富水性强,水文地质条件复杂,顶板水害威胁严重,2煤大巷在掘进过程中发生多次规模不等的集中涌水。根据井下实际揭露情况,2煤顶板直罗组下段含水层水文地质条件与前期地质勘探、水文地质补充勘探结果存在较大出入,前期获取的水文地质资料已不能满足矿井安全生产的需要,需要针对2煤顶板含水层进行进一步水文地质勘探、并查明2煤工作面顶板覆岩破坏规律、进而制定巷道掘进和工作面回采的防治水技术,实现矿井安全采掘。本文以麦垛山煤矿2煤顶板复合砂岩含水层为研究对象,通过井下“一孔两段式”放水试验、水化学与示踪试验、岩石水理测试、“双阶段双水位”全过程水位拟合的Modflow地下水流数值模拟、覆岩破坏FLAC3D数值模拟、覆岩特性室内测试等方法,以地面抽水试验与井下放水试验相结合、现场试验与室内测试相结合、宏观分析与微观研究相结合,解析法与数值法相结合的研究思路,针对煤层顶板巨厚砂岩含水层水文地质特征与水害防治技术开展了系统研究,形成以下研究成果:（1）1～2煤间延安组含水层渗透系数为1.741～2.511m/d,直罗组下段含水层渗透系数为3.673～6.297m/d。采用解析法计算直罗组下段含水层的钻孔单位涌水量分别为4.7353、3.7383和2.2092L/s·m;采用图解法计算结果分别为3.8970、3.4456和2.2467L/s·m。从直罗组下段含水层对1～2煤间延安组含水层放水试验的时间和空间响应特征、含水层水文地质特征和水化学条件等方面分析得出两含水层具有密切的水力联系。通过对放水试验期间水量、水位变化情况分析、地面长观孔的水位长期变化情况进行分析及地面长观孔水位对长时间大流量疏放水的响应分析得出煤层顶板的直罗组下段含水层具备一定的可疏放性。（2）研究区内11采区2煤顶板的直罗组下段含水层水文地质参数可分为6个区,水平渗透系数0.9～4.5m/d,垂向渗透系数0.09～0.45m/d,给水度0.1～0.2,贮水率为1×10-7～5.5×10-7。数值法得到放水试验区域的渗透系数为4.5 m/d,与解析法结果相差9.23%。基于放水试验计算的直罗组下段含水层渗透系数是抽水试验计算结果的15.9倍。与抽水试验相比,放水试验获得的水文地质参数更与实际条件相符,以此实现顶板含水层的水文地质条件精细化探查。（3）煤层顶板覆岩物理力学性质测试与分析结果为顶板水害防治技术提供科学依据。注浆对原始地层的渗透性、孔隙度等水文地质条件改变有一定效果。煤层顶板局部裂隙发育的砂岩含水层适宜采用注浆加固技术。施工顶板疏放水钻孔揭露泥岩隔水层时,需跟管钻进防止出现塌孔现象。采用经验公式计算、理论分析和数值分析方法获得的110207工作面回采的导水裂隙带高度计算结果基本一致,2煤工作面的导水裂隙带高度58.62～62.6m,裂采比15.42～16.47。（4）基于煤层顶板巨厚砂岩含水层的水文地质条件研究与工作面覆岩破坏规律研究成果,以麦垛山煤矿首采工作面为例,制定了有针对性的水害防治技术。巷道掘进期间采用长距离定向钻探探查含水层富水性、常规钻孔疏水引流、注浆锚杆配合U型钢棚加强支护的巷道掘进综合防治水技术;工作面回采前采用“长时间分散疏放+短时间集中疏放”的疏水降压方案,并利用地下水流数值模型对顶板疏放水方案进行了优化设计。通过以上研究,实现了煤层顶板巨厚砂岩含水层水文地质条件精细化勘探、顶板覆岩特征及覆岩破坏规律定量化分析和采掘活动防治水技术特色化制定,最终形成了顶板巨厚砂岩含水层水害防治技术体系。研究成果在解决矿井顶板水害防治问题的同时,对于侏罗纪煤田条件类似矿井顶板水害防治工作具有一定的借鉴意义。