采动作用下断层活化突水多场信息监测预警研究
采动断层活化引发突水机理研究
ｌ ｅ ｏ ｔｅｆ ｌ（ｈ ｕｔ ｃｖｔｎ ａｓｄｔｅｒｏ ｎ ｏｒ ａｅ ｉｒｓ ｆｈ ｅｍ． Ｆｒ ｅｓ ａ ｅｉ ｅｔｔｎ ｅ ｌ ｆｈ ｕｔ ｔｅ ａ ｌａｔ ａ ｏ ）ｃｕｅ ｈ ｏｆ ｄｆｏ ｔ ｕ ｈｏ ｅｓａ ｖ ａ ｆ ｉ ｉ ａ ｌ ｗ ｒｎ ｔ ｏ ｔ ｔ ｔ ｓｄｍ ｎａｏ ｍ ｈ ｒａ ｉ
煤矿突水与断层的关系及预探j
煤矿突水与断层的关系及预探郑州富士达公司寇伟据报道，煤矿突水绝大多数是与断层有着直接关系，90%以上的突水发生在与断层破碎带极其临近的范围内，其中断层突水占74%，断层影响突水占23%，而突水在底板完整情况下则很少发生。
一般来讲，隔水层的岩体强度几十倍于岩溶水的水压，水压与矿压破坏完整隔水层形成新的突水通道的能力是很有限的，底板突水通道几乎都是底板隔水层中原有断裂裂隙在水压及采动条件下所形成的。
随着矿井开采水平的不断延伸，开采深度越来越大，灰岩承压水水压不断增加，因隐伏断层导致突水的潜在危险性也随之加大。
因此，如何通过探测找到矿区地下隐伏断层，绘制出矿区地下断层分布图，对于指导煤炭正常生产、预防突水事故，有着至关重要的意义。
断层导致突水的主要因素断层导致突水的主要原因有以下几个方面：1、断层上下两盘错动，缩短了煤层与底板含水层之间的距离，或造成断层一盘的煤层与另一盘的含水层直接接触，从而加大了煤层底板突水危险性。
2、断层的破碎带内裂隙发育、岩体破碎、强度降低，容易形成导水通道，使承压水轻易突破断层导升至煤层造成突水。
3、由于断裂带中地应力值大幅降低，同时断层破碎带岩体的导水裂隙带深度远大于正常岩体，使得承压水有可能大于最小主应力而通过张裂带的裂缝，使承压水向上导升而突水。
4、回采工作面底板岩体中存在断层时，在采动附加应力的作用下岩体易沿断层移动，底板被断层破碎带岩体的导水裂隙带破坏的深度会增大，更容易造成突水。
5、当断层破碎带或断层影响带为充水或导水构造，工作面揭露断层时即会发生突水。
断层构造类型及其导致突水性能断层突水可分为两种基本类型，一种是断层原始状态下就可以导水而引发的突水；另一种是断层本身不导水，由于采动影响，导致断层活化而引发的突水。
典型的断层破碎带，其横剖面分为两部分：内带——断裂构造岩带；外带——断层影响带。
1、断裂构造岩带的构成。
由断层构造岩及断层带上的岩石在断层作用中被搓碎、研磨片、甚至重结晶、再定向又固结的岩石组成。
浅析断层构造突水机理及防治措施
2011-02-27 10:01浅析断层构造突水机理及防治措施浅析断层构造突水机理及防治措施作者徐睿屠世浩郑西贵摘要：总结了断层突水特征，根据突水机理的不同将其分为直接突水和间接突水，并分析了其中的影响因素及影响机制。
最后，基于突水的3个条件所属的不同范畴从水文地质和采动力学等几个方面来阐述防治措施，并结合我国一些突水实例进行探讨。
关键词：断层：突水机理；裂隙；突水特征；防治措施1 概况煤矿突水是威胁矿井安全生产的主要因素之一，据统计，近30 a间我国发生过200多起淹井事故。
我国煤矿水文地质条件比较复杂，但引起突水事故的主要是底板奥灰岩溶水。
目前，我国受底板岩溶水威胁的矿井高达222处，有51对矿井随时都有突水的可能，随着开采水平的延深，煤层受底板含水层的威胁越来越大。
从目前各矿区突水的统计资料来看，约80%的突水事故是由于断层引起的，其他的突水事故也可能是由于隐伏断裂引起的，所以，煤矿底板的突水问题实质上是断层的突水问题，分析和研究在各种情况下的断层突水机理，对矿井安全生产有十分重要的意义。
2 煤矿断层突水特征(1)大多数突水位置为正断层的上盘。
因为在正断层的上盘开采时，产生的矿山压力通过煤柱作用在断层面上，使断层带裂隙产生剪切运动，而下盘开采产生的矿山压力通过煤柱作用在下伏岩层上，对断层面没明显的影响。
(2)断层的交汇处或尖灭端易突水。
断层的交汇处和尖灭端是应力集中的地段，由于应力集中，导致裂隙发育，易于突水。
(3)小断层密集带也是易发生突水的部位。
主断层派生的次级序次的小断层成群出现时，裂隙发育，有利于导水通道的形成，同时因与主断层构造联系，易诱发突水。
(4)2条及其以上的近距离平行的正断层的上盘易突水。
由于断层之间的岩层受断层的错动影响，岩石破碎，裂隙发育，断层带较宽，对隔水底板破坏范围较大，因而易突水。
(5)同一条断层愈往深部愈易发生突水。
(6)采空区周边断层或小断裂地段的岩层易发生底胀突水。
断层倾角对断层活化及底板突水的影响研究
断层倾角对断层活化及底板突水的影响研究卜万奎，茅献彪(中国矿业大学理学院，江苏徐州 221008)摘要：针对含断层缺陷底板的受力特征，建立相应的简化力学模型，分析得到断层面上的剪切应力和法向应力表达式，并研究断层倾角对断层面上剪切应力、法向应力及断层活化的影响规律。
同时运用 RFPA2D-Flow软件，模拟不同倾角的正断层在采动影响下底板的裂隙分布、渗流分布及采空区底板涌水量变化特征。
模拟结果在一定程度上揭示含断层构造底板突水通道的形成机制及断层倾角对底板突水的影响规律。
研究表明，断层倾角越大，断层越容易活化与突水。
研究结果对采场底板含断层缺陷时防水煤柱的留设具有重要的参考价值。
关键词：采矿工程；断层倾角；断层活化；突水1 引言矿井突水是与瓦斯突出、顶板来压等并列的煤矿开采中的重大灾害之一。
近年来，随着煤矿开采不断向深部延伸及开采强度的日益加大，煤矿突水事故发生的频度显著增加。
矿井突水事故的原因较多，但研究结果表明，煤矿采场工作面底板突水事故的79.5%是发生在具有断层等构造缺陷的底板中。
有关煤矿断层突水机制的研究，前人已经做了很多工作，为我国煤矿安全状况的改善起到了重要作用。
一般地，在开采正断层上盘煤层时更容易发生突水，断层活化突水的影响因素众多，断层倾角是引起突水的主要原因之一。
因此，本文就断层倾角这一因素对正断层活化及突水的影响进行研究，以期对断层突水机制有进一步认识及对煤矿安全生产有进一步提高。
2 断层倾角对断层活化机制的力学分析2.1 断层活化机制的力学分析煤层开采之前，岩体处于原始应力的平衡状态下；而煤层开采后，处于自然平衡状态的应力场将发生改变，原岩应力重新分布，工作面围岩出现应力集中现象。
根据矿山压力控制理论或岩层控制的关键层理论，在采场推进方向上，煤层底板支撑压力峰值在工作面煤壁前方和切眼煤壁后方一定距离内，而采空区底板由于垮落岩体被压实，其支撑压力逐渐恢复到原岩应力值γH，如图 1 所示。
探放水技术管理制度
探放水技术管理制度探放水技术管理制度一、范围根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》和汾西矿业（集团）公司有关矿井防治水管理的有关规定，对矿井建设和生产过程中的探放水工程设计，施工设计等制定本探放水制度。
本制度规定了双柳煤矿井下探放水总的原则，具体原则及注意事项，探放水工程设计内容，探水钻孔布置及其施工的技术要求，探放水的安全技术措施等。
二、探放水总的原则矿井必须做好水害分析预报，坚持有疑必探、先探后掘和集团公司要求有掘必探的防治水原则。
按照《煤矿防治水规定》要求，采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线，进行探水。
1、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿。
2、接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞和导水陷落柱时。
3、打开隔离煤柱放水前。
4、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带或裂隙发育带。
5、接近可能出水的钻孔时。
6、采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩层厚度不清，可能突水时。
7、接近矿井水文地质条件复杂的地段，采掘工作有涌（突）水预兆或情况不明时。
8、接近水文地质条件复杂的区域；9、接近其他可能出水地区时。
三、探放水工作具体原则及注意事项常见的探放水工作有探放老窑水、断层水、陷落柱水、导水钻孔等，除要遵循上述的探放水原则外，还应遵循下列具体原则和注意事项：㈠探放老窑水：1、具体原则：⑴积极探放；⑵先隔离后探放；⑶先降压后探放；⑷先堵后探放；⑸钻孔布置以不漏掉“老窑”、保证安全生产和探水工作量最小为原则。
2、注意事项：⑴检查排水系统；⑵准备堵水材料；⑶检查瓦斯；⑷检查钻场支护情况；⑸检查煤壁；⑹检查水沟；⑺检查安全撤退路线；㈡探防断层水：1、具体原则：⑴采掘工作面前方或附近有含（导）水断层存在，但具体位置不清或控制不够严密时必须探放。
⑵采掘工作面前方或附近预测有断层存在，但其位置和含（导）水性不清，可能发生突水事故时必须探放。
⑶采掘工作面底板隔水层厚度与实际承受的水压都处于临界状态（即安全隔水层厚度和安全水压的临界值），在采煤工作面前方和采面影响范围内，是否有断层情况不清，一旦触及很可能发生突水事故时必须探放。
基于采动和承压水作用下断层突水关键路径的力学分析
关键 词 ：断层 突水 ；关键 路 径 ；极 限平衡 ；突 变理 论 ；防 突煤柱
中图分 类 号 ：Ｔ ０ ５ （ ０ １ ０ －０ ０ ４ ６ １— ９ ９ ２ １ ） ５０ ７ － ０
Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｃ ａ ｉ ｓ Ａｎａ ｙ ｉ ｎ Ｋｅ ｕ ｅ ｏ ａ ｅ ｎ ｕ ｈ ｒ ｍ ｕ ｔ ｌ ｓｓ ｏ ｙ Ｒｏ ｔ ｆ Ｗ ｔ ｒ Ｉ ｒ ｓ ｆ ｏ Ｆａ ｌ
Ｂａ ｅ ｏ ｉ ｉ ｇ Ｄｙ ａ ｉ ｓ ａ ｄ Ｕｎｄ ｒ Ｐｒ ｓ ｕ ｉ ｅ Ｗ ａ ｅ ｌ ｓ ｎ Ｍ ｎ ｎ ｎ ｍ ｃ ｎ ｅ ｅ ｓ ｒ ｚ ｄ ｔ ｒ Ｒｏ ｅ
煤
炭
工
程
２１ ０ １年第 ５期
基 于 采 动 和承 压 水作 用 下 断层 突 水 关 键 路 径 的 力学 分 析
李常文 ，柳 峥 ，郭好新 ，法立滕
（ 中国矿 业大学（ 北京 ）深部 岩土力学与地下工程 国家重点实验室 ，北京 １０ ８ ００ ３）
摘 要 ：断层 突水是 煤矿 典 型的 动力 灾 害 ，是煤 岩体 在采 动 和承压 水共 同作 用 下失稳 破 坏过
ｆ ｍ ｈ ａ ｌ ｗａ ｓａ ｌ ｈ ｄ Ｔ ｅ ｌ ｔｂ ｌｎ ｅ ｔ ｅ ｒ ｎ ｈ ｉ ｏ ｎ ａ ａ ｔ ｐ ｅ ｔｅ ｒ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｒ ｏ ｔｅ ｆ ｕ ｔ ｓｅ ｔ ｂ ｉ ｅ ． ｈ ｉ ａ ａ ｃ ｈ ｏｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｐ ｉ ｔ ｔ ｓ ｏ ｈ ｈ ｏ ｙ ｗ ｓ ｉｔｏ ｕ ｅ ｏ ｔ ｎ ｌｓｓ ｓ ｍｉ ｐ ｃ ｒ ｈ ｏ ｈ ｔｒ ｉ ｒ ｓ ｏ ｔ ｅ ｆ ｕｔ Ｔ ｅ ｋ ｙ ｌｃ ｔ ｎ ｓ ｂ ｌ ｙ ｌｓ ｎ ａ ｌ ｒ ｄ ｌｏ ａ ｅ ｎ ｕ ｈ ｆｏ ｔ ｅ ｆ ｕｔ ｗ ｓ ｎ ｔ ｅ ｗａｅ ｎ ｈ ｆ ｍ ｈ ａ ｌ． ｈ ｅ ｏ ａ ｉ ｔ ｉ ｔ ｏ ｔ ａ ｄ ｆｉ ｅ ｍｏ ｅ ｆ ｗ ｔｒ ｉｒ ｓ ｍ ｈ ｌ ａ ｕ ｒ ｏ ａ ｉ ｕ ｒ ａ
采动影响下断层活化导水数值模拟研究
出断层活 化导水 的必要 条件 ，数 值模拟 选取 ２ ３ ２ １工作 面及 ２ ３ １ ３工作面为对象 ， 对Ｆ ４断层活化 导水 过程进行 反演 ， 同时
带介质力学强度减弱 ， 产生大量新的微观节理、 裂隙。 由于断层
第 １ １ 期
２ ０ １ ４年 ６月
江苏科技信息
Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｎｏ ． １ ｌ
Ｊ ｕ ｎ ｅ， ２ ０ １ ４
采动影 响下 断层活化导水数值 模拟研 究
王 岩 生 ， 朱卫琴 ｚ ， 张 以高 ｓ
（ １ ． 淮安 市地 质 矿 产 勘 查 院 ， 江 苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ １ ； ２ ． 淮安 市 国土 资 源 局 ， 江苏 淮安 ２ ２ ３ ０ ０ １ ； ３ ． 江 苏省 地 质 调 查研 究 院 ， 江苏 南通 ２ １ ６ ０ ０ １ ）
文献［ 卜 ２ 统计 ， 在 全国范围 内突水量 大于 ６ ０ ０ ｍ ’ ／ ｈ的突水 案例 中， 导水断层引起 的占 ３ ８ ． ７ ％， 采动断层 （ 一般为采动作用 下活 化导水 ） 引起的突水 占 ２ ０ ％。由于断层活化引起 的突水 ， 具有
某矿 目前开采的 ２ ３ １ ３十分靠 近 Ｆ ６断层 ， 其水文地质特征
对 ２ ３ １ ３工作 面 近 Ｆ ６断层 开 采断层 活 化导 水可 能性进 行论
证。
化， 原有裂 隙的发展及新生裂 隙的产生与张开是断层变形活化 导水 的主要原 因 ， 工 作面距离断层 越近 ， 越容易发生 活化 。于
采场底板突水预测预报的思路探讨
理 论 与方法 众 多， 给 相 关工作人 员的选择 和使 用 带来不便 ， 不能 更好 的为水 害防 治提供 依 据 。 以“ 下
三带” 理论为依据， 首先以突水机理划分为铺垫， 从 突水类型划分角度入手选择相应的划分方案作为 预测预报的基本出发方向， 本着底板突水预测的两个主要任务是 ： 预测煤矿是 否突水及其几率； 预测 突水涌水量。给出相应底板 突水预测和突水涌水量预测方法。循序渐进、 有理有据地阐述 了预测预 报采场底板 突水的思路 ， 这为防治水人 员提供 了一定的参考， 具有一定的实用价值 。 关键 词 ： 采场； 底板 ； 突水预 测 ； 涌水量预 测 中 图分类号 ： Ｔ Ｄ７ ４ ５ 文献 标识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ Ｏ Ｏ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ Ｏ １ ３ ） ０ ２ —０ １ ３ ５ 一Ｏ ４ 煤层底板突水实质上是承压水沿底 板内部导水 通 道向上运移到工作面采空 区而形成的一种灾害。煤层 底板 突水 在华北 石 炭一 二 叠 系煤 田 回采 过 程 中经 常发 生， 已经给国民经济的发展带来巨大的损失 。由于煤炭 工业 的快速发展， 呈现的是开采水平 的延伸、 开采范 围 的扩 大和 开采深 度 的增 加 ， 这种威 胁越来 越 为 突 出［ １ ］ 。 因此 ， 如何实现有效底板突水的预测预报并以此为水害 防治提供依据 ， 将受底板水威胁的煤炭解放出来 ， 这对 于实现其安全回采具有重要的现实意义 。 １ 煤 层 底板突 水机 理概述
＊ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ６ — ０ ６
第一作者简介 ： 徐星 （ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 男（ 汉族） ， 山东烟台人 ， 助教 ， 现从事水 害预测预报及防治教学与科研工作。
采矿工程对矿井水文的影响与防治水措施
采矿工程对矿井水文旳影响与防治水措施摘要:采矿工程对矿井水文产生巨大影响。
不一样旳地质构造,不一样旳采矿措施,影响矿井乃至矿区水文不一样变化。
这些变化时刻影响和威胁采掘生产旳安全和效能。
针对这些不一样变化,要进行对应旳客观分析,细致旳科学研究,才能制定应对方案,采用有效措施,保证采掘生产安全高效开展。
关键词:采掘突水导水防治措施一、采掘工程对矿井水文旳影响采掘对矿井水文地质条件旳有利影响重要体目前:采掘活动引起第四系下组下段水位大幅度下降,有助于厚薄煤层提高开采上限,解放了原先防水煤柱压滞旳煤炭;采掘活动使煤顶板砂岩水基本处在疏干状态,开采过程中基本不存在水害;采掘活动引起十灰、十四灰水位大幅度下降,减少了采掘工作面旳涌水量及承压含水层旳水压,减少了重特大突水事故发生旳也许性。
另首先,采掘对矿井水文地质条件旳不利影响有:采动活动引起第四系“三含”含水层水位大幅度下降,井壁受到垂向旳压力,导致井壁破裂;大面积采掘导致采空区积水,给生产导致潜在旳威胁;采掘将原先旳不导水断层激活成为导水断层,从而诱发突水事故旳发生。
对策是加强地下水水位动态观测,为水害防治提供可靠旳根据;加强采空区积水旳分析排查,提前对采空区积水进行探放;加强断层导水性旳分析,坚持“有疑必探、先探后掘、先探后采”旳原则,防止由于断层导水诱发突水事故。
二、影响原因分析1.地质构造原因对煤层顶板突水旳影响由于煤层顶底板岩性和赋存条件等原因旳关系,这个矿开采旳重要充水水源为煤顶、底板砂岩水和侏罗系蒙阴组砂岩(红层)水,对生产和安全导致重大影响旳突水水源为煤层顶板水。
工作面与否会发生突水,关键在于其顶板冒裂带高度内与否有水体存在,而水体旳存在又依赖于良好旳裂隙含水空间和汇水条件,影响这两项原因旳是褶皱和断裂等地质构造。
因此,地质构造原因和3煤顶板突水有着直接旳关系。
对于砂岩、泥岩等碎屑岩,其空隙(含水空间)旳发育重要并不决定于碎屑旳粒度。
因此,在地质构造发育区,尤其是针对向斜轴部和断层轻易被活化旳地区,采用一定旳防治水措施。
断层上下盘采动活化突水数值模拟研究
煤
炭 工
程
２ １ 第 ６期 ０ ２年
４ ）工作 面上 、下盘 开采相 比较 ，上 盘开采 产生 的断 层应力集 中相 比较下盘开采要大 。破坏场 与渗流场耦合距
离 更 大 ，应 力 场 扰 动 范 围亦 较 大 。
层 带裂 隙产 生 剪 切 运 动 ，而 下 盘 开 采 产 生 的 矿 山 压 力 通 过
１ 建立 模型 １ １ 地 质条件 ．
赵 固二 矿 １Ｏ １综 采 工 作 面 东 部 为 宋 坦 村 ，西 部 为 大 １ ｌ
梁冢村 ，南部 为周 圪 当村 、西木 庄 村 ，北 部 为小 罗 召村 。
地 面 标 高 ＋ ５７ ～ ＋７． ｍ； 工 作 面 标 高 一 ９ ． ～ ７． ７４ ５０ ５
围岩 应 力场与 渗流场 的耦合 作 用 ，以及 周 边岩体 应 力和 位移 的 变化情 况。模 拟结 果表 明 ，断层 活
化 突水是 塑性破 坏 场与渗 流场相 互耦合 作 用的过 程 ； 当工作 面布 置在 断层上 盘 时 ，开 采过程 中底
板位 移 量较 大 ，断层 上盘 承 受的垂 向应 力较 断层 下盘要 大。断层 上 下盘 开 采活动 对 断层 活化 影响 作 用不 同，工作 面布 置 于断层 下盘 开采更 安全 。
３ ．焦作煤业新乡能源有 限公 司 赵固二矿 ，河南 焦作 ４ ．河南煤业化工集 团 焦煤公司 ，河南 焦作
４４０ ； ５０ ３
４４ ０ ） ５ ０ ０
摘
要 ：为 了研 究 断层 上 下盘开采 活动 对 断层 活化 突水 的影 响规律 ，文章利 用数值 计算软 件
Ｆ Ａ ，结合赵 固二矿 Ｆ ＬＣ ㈣正断层 的 实际地质 条件 ，研 究 了工作 面分别布 置 于断层 上 下盘 时周 边
《煤矿探放水管理规定》
《煤矿探放水管理规定》一、井下探放水原则1、地测部门根据生产计划做好水害分析预报，在巷道掘进到达探水位置前15天，地测部门发放探水通知单或探放水设计，施工单位接到通知后要编制专门的探放水措施。
2、在受水威胁的地区，必须坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则。
3、在接近水害威胁或积水区时，施工单位做好超前探放水工作，防止溃水造成事故。
4、在下列情况下必须进行超前探水：（1）采掘工作面接近采空区积水时；（2）巷道接近含水断层、陷落柱时；（3）采掘工作面接近未封闭或封闭不良导水钻孔时；（4）采掘工作面有明显出水征兆时。
5、当生产安全受到水害威胁而又未采取探放水安全措施时，地测部门有权责令施工单位停止施工。
二、探放水的类型、范围的确定1、探放老空水由最低点探放老空水时，在采掘工程平面图上标明积水区边界及其最低点的具体位置和积水外缘标高。
积水边界距放水线距离不小于20m。
积水边界外推60m作为警戒线。
工作面进入警戒线后，必须超前探水；到达放水线后，停止掘进，进行打钻放水，在确认积水已被放完后才允许继续掘进。
巷道由高向低掘进，与老空积水区平行，探上部采面老空水，探水钻孔布置应根据煤柱厚度严格控制老空水头降低高度，严格执行打超前探眼，边探边掘。
2、探放断层水井巷通过导水或可能导水断层前必须超前探水，探水线至断层交面线的最小距离不得小于20m，陷落柱探水线不小于60m。
3.探放钻孔水对封闭不良的钻孔，在距钻孔20m应采取超前探水或其他防范措施。
三、探放水工程设计1、探放水钻孔布置原则：（1）探老空水探水钻孔应成组布设，并在平面图上呈扇形。
钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各钻孔终孔的垂距不得超过1.5m。
（2）探放断层水的钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置，底板方向的钻孔不得少于2个，探水钻孔终孔直径一般不得大于58mm。
（3）探放大范围老空水或由最低点探放老空水时，探水钻机必须具有孔口控水装置，孔口管安装方法具体操作时要依水压大小和煤柱而定。
某矿区采动断层的突水与控制研究
某矿区采动断层的突水与控制研究摘要：矿井突水问题一直是困扰煤矿生产的一个难点问题，利用采动岩体结构破坏与裂隙演化及渗流突变规律科学问题进行研究，利用理论分析、数值模拟方法等探讨了矿井突水的断层活化突水机理。
通过分析探讨其突水机理，为保障矿井安全生产，要有针对性实施各井田下煤组的开采方法及防突水措施。
关键词：采动断层；突水；控制1 概况矿区煤矿设计生产能力为6万吨/年的斜井，矿井开拓方式是斜井片盘式，矿区地形为丘陵地带，区内地形简单，地势东高西低，最高标高为+223.4米，最低标高为+210.4米，相对高差13米。
矿的西部坡底有人字形水沟一条，标高为+206.6米，该水沟为季节性水沟，降雨时有水流过，其它时间沟内无积水。
由于地势高差大、流速快，雨季最大降水时，不足二米深的水沟中水深也不过半米，并且雨过数小时后，水沟即断流。
矿区范围内地表无积水、无塌陷坑、无裂隙。
多为山地地表生长有次生林与人工林。
井田构造总的规律：构造形迹在空间的展布低，序次的构造特征都与煤田构造规律有其成生联系。
煤系地层走向近北北东呈长条带状分布，倾向南东的单斜构造，构造特征以断裂为主，伴随产生小型波状褶曲，由于主干断层的影响，派生小构造比较发育，井田内以f3断层为主。
受f3断层影响煤层结构复杂，煤层厚度变薄，走向发生变化成平缓褶曲围岩破碎。
本区第四纪含水岩系的补给主要靠大气降水。
其它含水岩系则以断层、裂隙等为自己的来水通路，补给条件不好。
随着煤层的采动，地表都有不同程度的缓慢下降，每到七、八、九月降雨时候，井下涌水量随降雨量大小而增减，这足以说明井下的涌水量大小与降雨量呈正比的。
2 采动断层的突水2.1 采动断层突水原因分析随着采深增加，水压加大，小断层（h<10m）突水机率愈将变大.另外，由表1可以看出突水与采掘类型关系十分密切，在67次突水中，掘进巷道突水44次，占65.7%；回采工作面突水23次，占34.3%，100m3/min以上突水7次，掘进巷道突水6次，占85.71%，可见掘进巷道突水十分严重。
浅谈断层活化导水动态监测的应用
浅谈断层活化导水动态监测的应用介绍了唐口煤业矿井利用直流电并行电法对工作面回采期间断层活化导水情况动态监测的应用，利用WBDPro电阻率数据解析系统处理数据，利用surf8.0软件进行辅助成图结合现场实际分析采掘活动引起断层活化的突水危险性，及时采取措施有效防止突水事故发生。
标签：断层活化；动态监测；并行电法引言为防止采动过程中DF139断层与济宁断层活化导通奥灰水，造成突水事故，唐口煤业公司引进并行电法勘探在4309工作面开采过程中对DF139断层及济宁断层进行监测，以便及时发现断层活化现象，方便采取相应措施，有效防止了突水事故的发生。
1 并行电法系统的工作原理并行电法仪的起点是高密度电法勘探。
高密度电法仪是在传统电法仪的基础上加上了单片机电极转换控制系统，通过多芯电缆与电极的连接来构成，整套系统只有一个A/D转换器，导致其只能串行采样。
要实行并行采样就必须使每一电极都配备A/D转换器，能自动采样的电极相当于智能电极，智能电极通过网络协议与主机保持实时联系，在接受供电状态命令时电极采样部分断开，让电极处于AB供电状态，否则一直工作在电压采样状态，并通过通讯线实时地将测量数据送回主机。
通过供电与测量的時序关系对自然场、一次场、二次场电压数据及电流数据自动采样，采样过程没有空闲电极出现。
智能电极与网络系统结合，实现了并行电法勘探，完全类似于地震勘探的数据采集功能，从而大大降低了电法数据的采集成本。
根据电极观测装置的不同，并行电法数据采集方式分为两种：AM法和ABM法。
利用并行电法仪采集的数据可以进行高密度电阻率法和高分辨地电阻率法解释，也可以进行二维和三维电阻率成像解释。
2 测线布置与数据采集2.1 测线布置为更好地观察4309工作面开采过程中DF139、济宁断层活化情况，拟在4309工作面皮带顺槽布置1个电法监测站，了解断层的变化导水规律。
针对工作面的实际情况，在皮带顺槽、切眼及轨道顺槽中具体位置布置电法测线。
断层受采动影响活化突水的数值模拟
断层受采动影响活化突水的数值模拟邵德盛;赵磊;聂建伟【摘要】为了研究断层受开采活动影响活化突水的规律,以刘桥一矿Ⅱ6611工作面为工程背景,利用UDEC4.0离散元计算软件模拟了FⅡ6611-3断层在多物理场的作用下活化突水的过程.通过对围岩变形破坏情况、应力场、位移场和渗流场变化情况进行分析,预测工作面回采至距离断层30～50 m时将导致断层活化,并给出了相关治理措施,预测结果为针对性制定水害治理措施提供了数据支撑.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】3页(P252-254)【关键词】采动影响;断层活化;数值模拟;支承应力;渗流【作者】邵德盛;赵磊;聂建伟【作者单位】安徽省煤炭科学研究院;安徽省煤炭科学研究院;安徽省煤炭科学研究院【正文语种】中文随着煤矿开采深度的不断增加，深部煤层受底板承压水威胁愈发严重。
大量统计结果表明，多数煤层底板突水事故都与断层有直接或间接关系。
现阶段，对煤层底板突水机理特别是对采动过程中断层活化突水致灾机制的认识和研究不足，致使大量优质煤炭资源无法顺利采出。
为了探析这一致灾机制，众多科研机构和生产单位做了大量工作，但这些工作或多或少都存在某些局限性。
因此，仍有必要对断层受采动影响活化突水规律进行更多的研究[1]。
针对某采煤工作面在未采取底板水害治理措施的前提下实施带压开采而进行离散元数值计算，模拟断层受采动影响活化的过程，预测开采活动可能导致断层活化的位置区间。
刘桥一矿位于安徽淮北煤田中西部，属于典型的华北型煤矿。
Ⅱ6611工作面位于该矿Ⅱ66采区西翼，回采上限标高为-579 m，回采下限标高为-823 m。
工作面走向长约864 m，倾向宽约192 m，平均倾角为20°，回采煤层(6煤)平均厚2.85 m。
工作面前268 m处揭露正断层FⅡ6611-3，断层产状为280°∠70°，H=6.4 m，预计向工作面内延伸96 m。
断层影响下底板突水危险性预测
断层影响下底板突水危险性预测刘伟韬;刘士亮;李留洋;张勤【摘要】采动底板断层突水危险性预测与评价是煤矿底板突水灾害防治的基础和依据.针对断层诱发底板突水问题,基于岩体极限平衡理论,综合考虑断层本身性质和矿山压力中应力降低区的作用,得出底板隔水层的极限水压解析式,提出突水力学判据.结合工程背景,基于多物理场软件COMSOL Multiphysics建立数值模型,计算了隔水层中承受的实际水压.基于突水力学判据,该矿底板隔水层所承受的极限水压大于隔水层中承受的实际水压,底板隔水层完整,不发生突水.结果表明:底板断层突水危险性预测结果与实际开采过程中结果相吻合.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P1-5)【关键词】断层;隔水层;水压;数值模拟;突水危险性预测【作者】刘伟韬;刘士亮;李留洋;张勤【作者单位】山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;河南省煤炭科学研究院有限公司,河南郑州450001;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590【正文语种】中文【中图分类】TD745.21随着煤矿开采深度的增加，矿井水文地质条件复杂，矿井底板突水事故发生频繁[1]。
工程实践表明，地质构造尤其断层，是造成煤层底板突水的主要原因之一。
这是由于断层的存在破坏了底板岩层的完整性，降低了岩体的强度，且断层破碎带具有良好的导水性和贮水性[2]。
据不完全统计，煤矿中因断裂构造而引发的底板突水次数占总突水次数的75%以上[3]，而工作面80%的突水事故与断层有关[4-5]。
针对断层影响下底板突水预测与评价，我国学者进行了大量的研究工作。
宋振骐院士[6]以“实用矿山压力控制”理论为指导，建立了跨断层开采的预测控制力学模型，制订了相应的控制准则。
孟召平等[7]针对煤层底板隔水介质条件，分析了煤系岩石力学性质，煤层底板突水的岩性、结构和厚度特征，建立了煤层底板突水危险性评价理论和方法。
采动诱发断层活化响应机制特征研究
采动诱发断层活化响应机制特征研究孙文斌;郝建邦;戴宪政;孔令君【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2024(52)4【摘要】在煤矿开采过程中,采动引起的应力扰动是导致断层活化的关键因素,这种断层活化是煤矿安全开采面临的主要挑战之一。
断层活化不仅易于诱发煤矿冲击地压、底板突水等地质灾害,而且对开采安全构成重大威胁。
为分析采动效应下断层构造带的演化机制,通过Flac^(3D)数值模拟软件及相似材料模拟试验,建立采动条件下断层的应力-位移响应模型,进行相关研究。
结果表明:开采过程中,扰动对于应力的影响作用要先比位移产生,且应力会出现峰值;当应力出现峰值,达到屈服极限后,扰动对于位移的影响作用逐渐显现;随着工作面不断推进,采动导致上覆岩层大面积垮落,致使上覆岩层与断层带贯通,并逐渐诱发断层带的活化现象;采动影响下,断层活化并不是一次性全阶段活化,而是由上部到下部的逐渐活化,其具有明显的空间性、阶段性特征。
明确了断层活化的发生特征,能够有效提高对于断层活化间接引起的冲击地压、底板突水等一系列地质灾害事故的预警预防,对于煤矿安全高效开采生产具有重要意义。
【总页数】9页(P12-20)【作者】孙文斌;郝建邦;戴宪政;孔令君【作者单位】山东科技大学能源与矿业工程学院;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室;陕西省煤矿水害防治技术重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TD324【相关文献】1.承压水上工作面采动诱发断层活化及煤柱留设研究2.深部持续采动诱发断层活化滑移的灰色预测研究3.采动诱发充填断层活化滞后突水机制研究4.采动诱发断层带岩体劣化微震响应特征5.采动影响下断层活化诱发冲击机理研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
煤矿隐蔽致灾种类及探查研究
煤矿隐蔽致灾种类及探查研究摘要：隐蔽致灾因素是煤矿地质灾害发生的主导因素,基于煤矿致灾因素的隐蔽性和多样性,对隐蔽致灾因素特征及探查技术进行分析,得出了隐蔽致灾因素探查工作的开展应采取地面普查和井下探查相结合的方法。
煤矿隐蔽致灾因素主要有：瓦斯、采空区、奥灰水、断层、陷落柱、封闭不良钻孔和导水裂缝带,并根据各致灾因素的特征,提出了相应的防范措施,为煤矿如何展开隐蔽致灾因素普查提供借鉴。
关键词:煤矿隐蔽致灾种类探查研究据不完全统计，在我国煤矿重大事故中，与地质条件有关的占80%。
这些地质条件都是看不见、摸不着的隐蔽致灾体，统称煤矿隐蔽致灾因素。
煤矿隐蔽致灾因素指隐伏在煤层及围岩内、在开采过程中可能诱发灾害的地质构造和不良地质体及其采动应力藕合作用下形成的灾变地质体。
主要包括：老窑采空区、各种水体（含水层）、断层、节理、褶皱、陷落柱、岩爆（冲击地压）、瓦斯和应力异常区、煤层自燃与发火、离层水、封闭不良钻孔及油气井等。
煤矿隐蔽致灾因素具有隐蔽性、时变性、突发性的特点，探测和预防难度较大，随着煤矿开采活动而演变成灾。
近年来出现了多钟新型隐蔽致灾因素和灾害形式，例如断层滞后导水、采动离层水为突水水源的水害事故、瓦斯延期突出、浅埋深煤层开采冲击地压等。
煤矿隐蔽致灾因素较多，主要是煤层赋存的空间地质体特征和人类工程活动决定的，根据致灾因素形成特征，将其划分为三大类。
1地质构造类1.1断层断层是构造运动中广泛发育的构造形态。
它破坏了岩层的连续性及完整性。
在断层带上往往岩石破碎，易风化侵蚀。
沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。
断层是煤矿生产中最常见也是影响煤矿生产效率及煤矿隐蔽致灾的最主要地质因素之一。
断层成为煤矿突水灾害的直接通道。
断层活化一般会诱发突水事故。
1.2褶皱褶皱是煤矿常见的地质构造现象，褶皱是岩石中的各种面受力发生弯曲而显示的变形。
褶皱是岩石中原来近于平直的面变成了曲面而表现出来的。
褶皱往往由多种力量造成的，大小差别也很大，大的绵延几公里甚至数百公里，小的却只有几厘米甚至在显微镜下才能看到。
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摩 尔条纹原 理 ，通过光 电转 换 ，以数字方 式表示线 性位 移 、 应力变化的高精度传感器 。 它由３ 部分组成
标 尺光栅 、指示光 栅和光 电元件 。本次监 测是将传
感器 安装在 打好的钻孔 内 ，通过一根光纤 接人远程
控制 室 ，在控制 室 内与调制 解调器相 连 ，实现光信
影响条 件下 １ ３ ３ ０ ３ 工作 面断层 突水预警 研究 ，进一
ｈｉ ｔ ｒ ｄ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ， ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｈ ｔ ｈｅ ｔ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｕ ｓ ｈ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ， ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ
１ 现场 监测 预警 方 案 １ ． １ 在 线监测 系统组成 与 工作 原理
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２ ０ １ ６年第 ｌ １ 期
堪蒺 舛技
１ ３ ９
・
煤矿地质与 防治水 ・
采动作用 下断层活化 突水 多场信 息监测预警研 究
王冠 聪
（ 山东能源集 团有 限公 司，山东 济南 ２ ５ ０ ０ １ ４ ）
摘 要 针对王楼煤 矿 ３ 采区 １ ３ ３ ０ １工作 面开采过程 中发 生断层 滞后 突水 ，结合矿 压理论及 突水机理 分析 ，开展 了深部 岩体 （ 断层周边 ） 采动过程 中水压 、水温、钻 孔应力 实时观测 ，获得 了其 时空演化规律 ，为指导现场安全 生产和 下一 步防
Ｗａ ｎ ｇ Ｇｕ ａ ｎ－ ｔ ｏ ｎ ｇ
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ５ ０ ０ １ ４ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ， ｄ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｈｅ ｔ １ ３ ３ ０１ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｅ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆＷａ ｎ ｇ Ｌ ｏ ｕ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ
步确定 １ ３ ３ ０ １ 工作 面突水水源 、突水通 道与充水 强 度 ，为 １ ３ ３ ０ １ 工 作面 与 １ ３ ３ ０ ３工作 面防治水 工作提
供依据 。
号 与 电信号 的完全分离 ，最 终通过采集 主机实时采
集测 量信号 ，实现采场顶板 大范 围内位移 、应力与
渗压 的在线实 时连续监测 。
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｉｏ ｔ ｎ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｗａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ａ ｃ ｉ ｔ ｖ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ
治 水 工 作 提供 依 据 。
关键词 光纤光栅监测 水压 水温 钻孔应力
中图分 类号
Ｔ Ｄ ７ ４ ５ ． ２
文献标识码
Ｂ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ２ ８ ０ １ ． ２ ０ １ ６ ． １ １ ． ０ ５ ８
ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ， ａ ｎ ｄ ｇ ｏ ｔ ｉ ｔ ｓ ｉ ｔ ｍｅ ｎｄ ａ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｒ ｕ ｌ ｅ ｓ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｈｅ ｔ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｎｄ ａ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ
王 楼 煤 矿 ３采 区 １ ３ ３ ０ １ 工 作 面 开 采 过 程 中经
过 断层 破 碎 带 ，发 生 断层 滞 后 突 水 ，峰 值 涌 水量 达９ ０ ０ ｍ３ ／ ｈ 。１ ３ ３ ０ １ 工 作 面 断 层破 碎 带 部 分 延 伸至 １ ３ ３ ０ ３ 工作 面 ， 严 重威 胁邻 近 １ ３ ３ ０ ３ 工作 面安全 开采 。 结合前期 物探成果 及水文地 质分析 ，开展开采扰动