深部采煤底板岩层抗突水能力研究

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浅谈煤层底板承压水突水机理与防治措施

浅谈煤层底板承压水突水机理与防治措施摘要：华北地区煤系地层下发育巨厚奥陶系灰岩含水层，该含水层具有溶隙发育、水源补给充沛、赋水性强和水压高等特点，对其上部煤层的安全开采构成威胁。

本文通过对煤层底板承压水突水机理研究分析，总结出煤层开采奥灰承压水预防措施，为矿井安全生产以及开采过程中的防治水工作提供参考。

关键词：煤矿；承压水；突水华北地区煤系地层下发育巨厚奥陶系灰岩地层，其间岩溶裂隙发育，富含地下水。

煤层开采过程中改变了底板隔水层的受力状态，对隔水层的完整性造成破坏，容易出现底板突水事故。

在煤层未开采之前，近水平煤层水平方向上各向同性，水平方向上受力平衡。

竖直方向上煤层底板受到上部岩层重力产生的压力（F1）、底板自身重力（G）和下部岩层产生的支持力（F2）、承压水压力（P），其中上部岩层重力和底板自身重力方向向下，下部岩层产生的弹力和承压水压力方向向上，在这两组大小相等方向相反的作用力下（即P+F2=F1+G），底板岩层处于受力平衡状态。

此时煤层底板受到压缩作用，岩层中微裂缝和断裂构造处于闭合状态，隔水效果较好。

目前矿井主要采用走向长壁工作面机械化采煤方式，自然垮落法进行顶板管理。

根据底板岩层所受矿山压力性质的不同，将回采工作面分为3个阶段：第一阶段底板受压区，位于工作面开采前方，煤层底板处于超前压力阶段，底板处于被压缩状态，岩层中原有裂缝被挤压密实，不利于承压水上升；第二阶段底板泄压区，工作面支架后方至冒落稳定区，此段存在一定面积的悬顶区域，底板出现自由面，矿山压力开始释放与泄压，底板隆起，裂缝形成与扩张，此阶段最容易出现底板涌水现象；第三阶段底板复压区，该段顶板冒落岩石又重新压在底板之上，底板又重新受压，由于老顶岩层存在压力拱的作用，作用底板上压力小于煤层未开采前，若回采范围增大，容易出现后滞突水现象。

本文主要针对第二、第三阶段受力情况进行分析。

第二阶段在煤层开采后底板出现自由面，底板隔水层在开采前后应力变化量最大，若老塘存在大面积悬顶区将大大增加突水几率；第三阶段自由垮落高度约为采高的3～5倍，直接顶以上老顶区域形成一个压力拱形，该拱形以上地层压力由两侧煤柱承担，不会传递到采空区内。

深部采煤底板突水成灾阈值及其研究意义

和导水通道控制，两者出现不同的组合形式，以可引发不同的突水方式。
２１突水水源．
煤矿底板突水的水源主要为岩溶承压水含水层，我国煤炭开采形成威胁的岩溶含水层，对主要
包括寒武系中统、奥陶系中下统以及石炭系上统
防治水的重点体现在两个方面，首先是对突发性
倒转地层或有大断距断层切割时，寒灰也可形成突水水源。奥灰岩距离石炭系煤层距离近，本身
厚度较大，形成后又经历多期构造运动影响，一般岩溶化程度较高，是最主要的煤矿底板突水岩溶含水层，我国北方存在大量受奥灰水威胁的矿
大偏差，需结合多种因素确定试验钻孔位置，高提
基金项目：国家自然科学基金（年基金）深部采煤底板青 “
参数准确性＿。１总体来讲，源含水层的单位涌水２水量可以代表水源的补给能力。
２２导水通道－
１煤矿底板突水成灾机理
现存应用最广的关于煤矿底板突水的认识理
论主要包括三个方面，以突水系数理论 Ⅲ为代即
表的静力学认识、以下三带理论ｌ代表的考虑２为采动影响的认识和以关键层理论为代表的岩
层与渗流过程耦合认识。现存理论对底板突水的机理基本认清，即高压承压水通过各种形式的导

矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究

矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究一、本文概述本文旨在深入研究和探讨矿井深部裂隙岩溶富水规律及其底板突水危险性评价。

矿井作为地下资源开采的主要场所，其安全稳定直接关系到生产人员的生命安全和企业的经济效益。

然而，由于矿井环境的特殊性和复杂性，深部裂隙岩溶富水问题成为影响矿井安全的重要因素之一。

因此，研究深部裂隙岩溶富水规律，并建立有效的底板突水危险性评价方法，对于提高矿井安全、预防突水事故具有重要的理论和实践意义。

本文首先对矿井深部裂隙岩溶富水规律进行了系统的梳理和分析，总结了影响深部裂隙岩溶富水的关键因素，包括地质构造、水文地质条件、岩溶发育程度等。

在此基础上，通过对实际矿井的深入调查和资料收集，揭示了深部裂隙岩溶富水的分布特征和演化规律。

随后，本文重点研究了底板突水危险性评价方法。

通过综合分析国内外相关研究成果，结合矿井实际情况，建立了基于多因素耦合的底板突水危险性评价模型。

该模型综合考虑了地质构造、水文地质条件、岩溶发育程度、开采扰动等多方面因素，通过定量分析和计算，得出了底板突水的危险性等级和可能发生的概率。

本文根据研究结果，提出了针对性的矿井安全防范措施和建议。

这些措施和建议旨在提高矿井深部裂隙岩溶富水区域的监测和预警能力，降低底板突水事故的发生概率，保障矿井生产的安全和稳定。

本文的研究不仅有助于深化对矿井深部裂隙岩溶富水规律的认识，也为底板突水危险性评价提供了有效的工具和方法。

本文的研究成果对于指导矿井安全生产、提高矿井防灾减灾能力具有重要的实践指导意义。

二、矿井深部地质环境分析矿井深部的地质环境是复杂多变的，其特点主要体现在构造应力、地温、水压等多个方面。

随着矿井开采深度的增加，这些环境因素对矿井生产安全的影响日益显著。

矿井深部的构造应力环境是影响裂隙发育和岩溶富水规律的重要因素。

由于地壳运动的影响，深部岩层往往发育有大量的断裂和褶皱，这些构造形态为地下水的运移和聚集提供了有利条件。

永城矿区裂隙型底板灰岩突水防治技术研究

永城矿区裂隙型底板灰岩突水防治技术研究永城矿区位于河南省永城市境内,目前已经建立了9对生产矿井,生产能力提高到2100万吨/年。

矿井内二叠系山西组二2煤赋存稳定,是永城矿区的主采煤层,该层煤平均厚度2.7m,平均开采深度600m,最低开采深度为350m,最高开采深度到910m。

钻孔资料和实际的开采资料表明,井下的主要突水水源为L8灰岩,L8灰岩平均厚度12m,距离主采煤层二2煤80m左右,沉积厚度稳定。

该层灰岩岩溶较发育,富水性强,静水压力传递快。

深部奥陶系灰岩水在特殊导水通道的情况下与L8灰岩联通,奥陶系含水层上距二2煤底板200m左右。

根据《煤矿防治水规定》,回采工作面的安全水压计算方法为:P?Ts?M,M为煤层底板隔水层厚度(m),P为安全水压(MPa),Ts为突水系数(MPa/m)。

在煤层底板受到断层、裂隙等地质构造作用区域,突水系数取0.06(MPa/m),隔水层完整未受到明显构造破坏的区域,突水系数取0.1(MPa/m)。

永城矿区采用0.06(MPa/m)作为突水系数,隔水厚度取为80m,那么安全水压为4.8MPa。

在永城地区,大部分矿井的承压水压力为1.6-3MPa。

因此,根据突水系数方法,永城地区的突水危险性较小,这主要是由于永城矿区的隔水厚度足够、承压水压力较小的原因。

然而,永城矿区多次发生突水事故,经过分析,初步认为这是一种裂隙型底板灰岩突水,有必要开展深入研究。

本论文的研究目的是:通过分析永城矿区突水案例,研究突水中的关键地质因素,通过数值模拟研究底板灰岩裂隙型突水的机理、特征,研究煤层底板裂隙分布区的高分辨瞬变电磁探测技术,建立适合本矿区的防治水工程技术体系,以保证矿井的安全生产和稳定高产。

本论文研究的主要成果如下:(1)提出裂隙是永城矿区突水的主要通道和研究重点据永城矿区突水资料,自1985年以来至今,研究区内共发生淹井的灰岩突水17次,其中有11次发生在采煤工作面,6次在掘进巷道中。

底板高承压水上开采防突水技术的实践应用

底板高承压水上开采防突水技术的实践应用摘要:超化煤矿随着开采性深部延伸,底板水压增大,底板水害威胁已成为影响安全开采的主要因素。

通过底板注浆加固,将灰岩含水层改造成为隔水层,并通过加固前后的物探对比,检验孔验证,确保注浆改造效果,有效的解除工作面底板水害威胁,为工作面安全回采保证。

关键词:煤层底板灰岩含水层直流电法物探郑煤集团超化煤矿主采为二叠系山西组二1煤,矿井采用单水平上、下山开采,上山煤炭资源已基本采尽,现主采工作面转至下山及井田边缘水文地质条件复杂区域开采,水害威胁已成为影响开采的主要因素。

随着矿井开采向深部延伸,开采标高降至-200～-497 m,带压最大达5.71 MPa,均为高承压水上采煤。

高承压水上开采时防底板突水已成为威胁超化煤矿安全生产、制约矿井稳定发展的重要因素。

1 31001工作面情况1.1 工作面概况31001工作面位于31采区,地面标高为+189.9～＋226.5 m,工作面标高为-330～-167 m,设计可采走向长度780 m,切巷长145 m。

本工作面煤层结构简单,煤层走向50°～110°,倾向140°～200°,煤层倾角11～38°,平均倾角为18°;煤厚0.3～16 m,平均煤厚7.0m。

1.2 工作面底板主要含水层情况该工作面底板岩溶水含水层赋水性强,水量补给丰富,是威胁矿井安全生产的主要含水层。

上部L7-8灰岩,厚度10 m左右,上距二1煤12 m左右,是本区煤层底板直接充水含水层,该含水层赋水性不均一,局部裂隙较发育区域,赋水性较强;中部L5-6灰岩,厚约18 m,上距二1煤33.5 m左右,该层灰岩赋水中等;下部L1-4灰岩,厚度17 m左右,上距二1煤约55.5 m左右,该层灰岩赋水性强,多数钻孔出现明显消耗和严重漏水现象;奥陶、寒武系灰岩含水层,厚度大于300 m,上距二1煤77 m左右,在水力联系上通常连为一体,是本区的主要含水层,岩溶裂隙普遍发育,含水丰富,通过构造或其它导水通道,补给上部含水层,是矿井间接充水含水层。

煤层顶底板突水地质力学条件及其危险性研究

煤层顶底板突水地质力学条件及其危险性研究矿井突水是影响煤矿安全开采的重要因素。

因此,开展煤层顶底板突水理论与防治的研究具有重要意义。

论文以开滦矿区范各庄矿和东欢坨矿为依托,运用岩石力学、水文地质和模糊数学等多学科理论,结合岩石力学试验、数值模拟和统计分析等研究方法,系统分析了影响煤层顶底板突水的含水层条件、隔水介质条件和构造条件。

论文重点研究了影响煤层顶底板力学性质的岩性、侧压力和水等因素特征,建立了煤层顶底板岩层岩石力学性质与主要控制因素之间的定量关系。

研究了开滦矿区地应力条件及其对突水控制作用,认为地应力实质是通过水压力与岩体破裂压力关系、水压与最小主应力的关系对突水进行控制。

结合特定矿井(范各庄矿)的实际水文地质条件,对12煤层在含导水性不同和导通含水层位不同的断层附近开采时断层防水煤柱留设值进行了理论计算和模拟确定。

利用模糊综合评价方法,对.开滦矿区范各庄矿12煤层底板和东欢坨矿12-2煤层底板突水危险性进行了分区评价。

最后,提出在巨厚松散层水压较大条件下煤层开采的基于“保护层透水系数”的防水煤柱留设方法。

Water inrush is an important factor in coal mine safe exploitation. Therefore, study on water inrush theory and prevention of coal roof and floor had a great significance. This dissertation based on Fangezhuang coal mine and Donghuantuo coal mine in Kailuan coal mine area, applied the multidisciplinary theory of rock mechanics, hydrogeology, fuzzy mathematics, combined with research methods, such as rock mechanics test, numerical simulations and statistical analysis, analyzed systematicallythe factors of coal roof and floor water inrush fundamental geology factors including aquifer condition, aquifuge medium condition and fracture structure condition. The rock mechanics properties of coal roof and floor, such as lithology, lateral pressure and water, were mainly researched. The correlativity had been established between rock mechanics properties and those parameters. In-situ stress characteristic in Kailuan coal mine area and its controlling of water inrush was researched. The substance of in-situ stress controlling of water inrush was to relationships between water pressure and rock fracture pressure and between water pressure and the minimum principal stress. On the basis of the actual hydro-geological conditions of a particular coal mine like Fangezhuang, exploited No.12 coal mine nearby fault with different water conductivity and connectivity of different aquifer waterproof coal pillar reasonable design width was been defined by using theoretic calculation and numerical simulation. Using the fuzzy comprehensive assessment method, water inrush risk evaluation for No.12 coal floor of Fangezhuang coal mine and No.12-2 coal floor of Donghuantuo coal mine were evaluated. Finally, method of coal mine exploitation based on protective layer permeable coefficient under extremely thick unconsolidated strata under higher water pressure was put forward.。

煤层底板突水理论现状研究

煤层底板突水理论现状研究我国的煤炭资源的开采受水害威胁严重，尤其是随着开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加和扩大，来自底部灰岩发育的裂隙岩溶高承压水的威胁日趋严重，煤层底板在采动的影响下其破坏也日趋加剧，许多矿井突水事故与之密切相关。

矿井突水机制是一个涉及采矿工程、工程地质、水文地质、岩体力学、岩体水力学、渗流力学等多门学科的理论课题，弄清楚突水理论机制对于防范底板突水以及底板岩层控制与管理具有重要的理论意义和实际应用价值。

2.底板突水理论研究2.1底板相对隔水层[1]早在20世纪初，欧洲的一些学者就注意到煤矿开采过程中底板隔水层的作用，并从若干次底板突水资料中认识到，只要煤层底板有隔水层，突水次数就少，突水量也小，隔水层越厚则突水次数及突水量越少。

20世纪40年代至50年代，匈牙利韦格弗伦斯第一次提出“底板相对隔水层”的概念。

他指出，煤层底板突水不仅与隔水层厚度有关，而且还与水压力有关。

突水条件受相对隔水层厚度的制约。

相对隔水层厚度是等值隔水层厚度与水压力值之比。

同时提出，在相对隔水层厚度大于1.5m/atm的情况下，开采过程中基本不突水，而80%～88%的突水都是相对隔水层厚度小于此值。

由此，许多承压水上采煤的国家引用了相对隔水层厚度大于2m/atm就不会引起煤层底板突水的概念。

这期间前苏联学者B.斯列萨列夫将煤层底板视作两端固定的承受均布载荷作用的梁，并结合强度理论，推导出底板理论安全水压值的计算公式。

20世纪70年代至80年代末期，很多国家的岩石力学工作者在研究矿柱的稳定性时，研究了底板的破坏机理。

其中最有代表性的是C.F.Santos(桑托斯)，Z.T.Bieniawski(宾尼威斯基)。

他们基于改进的Hoek-Brown岩体强度准则，引入临界能量释放点的概念分析了底板的承载能力。

2.2突水系数理论我国的底板突水规律研究始于20世纪60年代，当时注意到匈牙利底板相对隔水层理论在实践中的应用，在焦作矿区水文地质大会中，以煤科总院西安勘探分院为代表，提出了采用突水系数作为预测预报底板突水与否的标准。

深部煤层底板突水危险性评价方法的研究

煤矿开采是我国主要的能源经济之一，其开采安全直接关系到工人的生命安全及煤矿企业的经济效益。长期以来由于我国对煤炭资源消费的过度依靠，煤矿开采存在很多粗放不合理的开采，造成很多浅表煤层的资源浪费[1]。近年来我国煤矿开采大多为深部煤层开采，开采难度主要为复杂恶劣环境影响下的安全保障，其中煤层底板突水危险是主要的威胁之一。虽然煤矿装备水平不断提高，但仍旧无法完全抵抗突水危险[2]。复杂多变的煤层地质条件使得防水工作难度增加，煤层底板下层含水层的富水程度和隔水层防水能力是影响突水发生的重要因素，伴随着开采的深入，距离含水层越近，危险程度就逐渐增加[3]。井下开采防水工作的重点就是对深部煤层底板突水危险性的研究，因此对煤层底板突水危险性的评价方法就变得尤为重要。本文结合某煤矿深部煤层情况，运用突水系数法、数值模拟法及层次分析法对深部煤层的底板突水危险性进行评价，在综合分析的情况下对煤层的突水危险作了科学的判断。
煤矿现代化
2018 年第 2 期
总第 143 期
深部煤层底板突水危险性评价方法的研究
黄忠福
（大同煤矿集团轩岗煤电有限公司，山西轩岗 034114)
摘要针对井下煤矿深部煤层开采过程中受到突水危险影响的情况，对突水的影响因素进行了研
究。煤层底板下层含水层的富水程度和隔水层防水能力是影响突水发生的重要因素，伴随着开采的深
Abstract：In view of the situation of deep water seepage in underground coal mining, the influencing factors of water inrush are studied. The water richness of the aquifer in the bottom of the coal seam and the waterproofing ability of the aquifer are the important factors influencing the occurrence of water inrush, and the depth of the mining is gradually increasing. Based on the situation of deep coal seam in a coal mine, the water inrush risk of deep coal seam is evaluated by three methods: water burst coefficient method, numerical simulation method and analytic hierarchy process. The results show that the risk of water inrush But also different, water burst coefficient method and analytic hierarchy process to determine the risk of water inrush, another method to determine the safety, comprehensive analysis of this deep coal seam water risk risk is greater. Key words: Deep coal seam ; Floor water inrush ; Risk assessment ; MATLAB

煤层底板突水机理的初步探讨

煤层底板突水机理的初步探讨1、以位于永夏煤田的新桥井田为例，系统总结了研究区煤层底板的水文地质结构特征以及水文地质条件的区块化特征，阐明了底板岩层厚度、岩层强度（含岩性）以及岩层组合关系的空间差异性。

2、提出了研究区底板水文地质结构的“三层段”划分方法，并以此将研究区煤层底板隔水层划分成四类结构模型；在此基础上，探讨了岩层厚度、岩层强度（含岩性）以及岩层组合关系对底板采动破坏及阻隔水能力的定性与定量影响。

3、基于底板岩层的抗破坏能力（强度比值系数）、阻隔水能力（质量比值系数）以及隔水层厚度等关键因素，提出了综合反映底板岩层结构组合关系的“结构比值系数”概念以及底板阻隔水能力的定量计算与评价方法，为定量评价煤层底板的阻隔水能力奠定了方法基础。

徐智敏，男，1981年6月生，四川简阳人，中共党员，副教授，博士生导师，中国矿业大学水文与水资源系主任。

主持国家自然科学基金项目2项、国家“973”计划项目子课题1项、国家重点研发计划项目子课题2项、企业横向课题25项。

在国内外学术期刊上发表论文40余篇（SCI、EI检索20余篇），授权国家发明专利5项，获省部级科技进步奖12项，出版专著3部。

研究方向矿井水害防治、地下水科学与工程、矿井水污染防控理论与技术主要成果长期从事矿井水害监测预报与防治方面的基础理论与实践研究，尤其在西部矿区含水介质条件与水动力学特征、西部干旱半干旱矿区水资源保护性开采、大型地表水体下采煤、高承压底板水上采煤、闭坑矿井水害形成机制与绿色关闭等方面取得了诸多创新性成果，获得多项专利，发表多篇高水平论文，为我国煤矿的安全、高效生产以及“绿色闭坑”提供了有力的水文地质技术保障。

主持的“衰老矿区松散含水层下残煤资源安全回收上限关键技术与应用”获2021年度中国煤炭工业科技进步一等奖。

浅析深部煤层开采矿井防治水技术

浅析深部煤层开采矿井防治水技术发表时间：2020-12-24T10:53:47.417Z 来源：《基层建设》2020年第24期作者：杨小全[导读] 摘要：随着我国煤炭开采业迅速发展，为国家创造了巨大的社会和经济财富。

华能庆阳煤电有限责任公司核桃峪煤矿 745306摘要：随着我国煤炭开采业迅速发展，为国家创造了巨大的社会和经济财富。

但是，随着地质环境变得越来越复杂，煤矿的开采存在着重大的安全问题。

矿井水防治是煤矿保护的重要方面，直接关系到煤矿的安全生产。

随着现代煤矿开采范围的逐步扩大，深部矿井水防治技术的全面提升是满足煤炭资源开发需要的技术保障。

在此基础上，结合我国深部开采的实际情况，分析了深部采煤水害的成因，并着重对防治技术进行了分析。

关键词：深部煤层开采；矿井防治水；技术一、矿井水害的检测方法（一）瞬变电磁法瞬变电磁法利用次级场的空间特征来观察和研究目标，然后推论出目标的物理特征。

该检测方法属于电磁感应类别。

如果目标是低电阻物体，则可以更好地发挥瞬变电磁法的定性效果。

在灵敏度方面，它也具有很大的优势。

在此基础上，可以更准确地定位电阻率异常低的地质问题。

研究表明，这种检测方法依靠巷道的横向检测，然后对工作面和巷道进行高级检测。

使用此原理，您可以轻松确定矿区的富水区域并采取有效的预防措施。

另外，采用瞬变电磁法扩大了检测范围，提高了工作效率，从而更准确地确定了异常含水量的位置和范围，如图1-1所示。

图1-1 煤矿井下瞬变电磁探测图（二）井下直流电法充分利用地下水流理论和地下水流法的区别，建造完整的空间发电厂解决了煤矿的水文地质问题，这种方法也称为全空间电法。

目前，该方法在矿山水文地质分层中得到了广泛的应用。

在煤矿中，主要工作是对巷道底部进行测量，然后对工作面顶板和顶煤塞进行超前探测。

在此基础上，解决了不同的问题。

首先，在道路地面和100m含水层探测和引水面深度。

同时，应确定含水层和含水层异常水体的厚度，高度和范围。

基于流固耦合理论的煤层开采底板突水问题研究的开题报告

基于流固耦合理论的煤层开采底板突水问题研究的开题报告一、选题背景和意义煤炭是我国的重要能源资源，煤炭开采一直是我国国民经济发展的重要支柱。

然而，煤炭的开采过程中，经常会出现底板突水的问题。

底板突水是指煤层开采过程中，由于采动造成底板岩层受到破坏，地下水与井下工作面产生突然连通，导致水涌入井下工作面的现象。

底板突水问题长期以来一直困扰着煤炭开采企业，造成了巨大的经济损失和安全隐患。

底板突水问题的本质是流固耦合问题，煤层开采过程中，散体力学和流体力学相互耦合，在底板岩体受到采动后，岩体的挤压变形、岩体裂隙的扩展以及地下水的迁移和流动等过程相互影响，最终导致底板岩层破裂、水涌进工作面。

因此，对煤层开采底板突水问题进行研究，是煤炭采矿工程领域的重要课题，对于优化煤炭开采的方法和技术，提高煤炭开采效率和安全性具有重要的实际意义。

二、研究内容和方法1. 煤层开采底板突水机理研究。

基于理论分析和实验研究，分析煤层开采中底板突水的机理和成因，深入了解散体力学和流体力学在底板突水中的作用，揭示底板岩层破坏与突水的内在联系。

2. 基于流固耦合理论的底板突水数值模拟。

使用有限元方法，建立煤层开采中的数值模型，对底板岩体受到采动后的力学响应和地下水的流动进行模拟研究，深入探究岩石变形和水力特性的相互影响，获得底板突水的定量预测和诊断技术。

3. 底板突水防治技术研究。

通过对底板突水的机理和数值模拟结果的分析，总结和归纳出底板突水的防治技术和措施，提出有效的预防和治理措施，开发相关的防治设备和技术。

三、预期成果通过本研究，预期可以获得以下成果：1. 对煤层开采中底板突水机理的深刻理解，能够从理论上纠正一些传统的认识误区，为优化煤炭开采方法提供依据。

2. 基于数值模拟的底板突水评估和预测技术，能够准确预测底板突水的发生和影响范围，为采煤企业提供帮助。

3. 提出有效的底板突水预防与治理措施，可在开采实践中控制底板突水的发生和遏制水灾的扩散。

我国煤层底板突水问题的研究现状及展望

我国煤层底板突水问题的研究现状及展望摘要：中华人民共和国成立以来，工业急需发展能源是制约工业发展的重要因素之一。

在这段时期，煤矿是最为主要的能源。

在华北地区，煤矿存储量最大，这里有全国50%的矿井存在，占中国总煤产量的60%左右，所以在煤矿能源上占据着重要角色。

然而由于该地区自身的地质情况，其煤底板保护层完整性比较差，煤底层下埋伏着奥陶纪灰岩含水层，该土层的水压及水量都很大，很不利于煤矿开采。

因此，在华北地区的煤矿开采区中，煤层底板突水问题是一个很值得注意的问题。

关键词：煤层底板；突水灾害；注浆堵水；疏导防治；为了做好煤矿煤层底板含水层、赋水层突水防治工作，对辛置煤矿煤层底板含水层特征进行了分析，并针对煤层底板水害隐患，提出了“注浆堵水、疏水降压”综合防治措施，一方面减少了突水量，另一方面有利于加快突水的疏导。

一、煤层底板突水问题的研究现状1.煤矿水文地质条件综合研究。

水文地质研究属于煤矿水害防治中的基础性工作，是在水文地质学的研究范围之内。

（1）在20世纪60年代到70年代的防治水工作中，通过经验进行水文地质分析；（2）20世纪80年代以后，国家政府对华北的水害问题灌注了大量心血，大力支持防治水害，所以在这一时期对煤矿水文地质条件的研究成指数形式增长，同时提高了水害问题的诊断质量。

在这一时期，大量仪器和测试方法被研究出来，如MTS -I型矿井突水前兆检测系统、BX-I型应力仪和DW -II型位移测量仪、SWX-1型钻孔水位遥测系统及井下电测探法。

在煤矿水文地质条件研究方法中，最为重要的一种便是采取同位素放射性元素查找地下水。

2.水压安全采煤技术研究。

在具有承压水压力的含水层上进行的采煤，其承压水平面标高高于开采煤层底板标高，该技术称为带压开采技术。

通过采用这一技术，主要鉴别了煤层底板的突水类型——通道型突水与渗透型突水。

每种突水类型对应着相应的勘探模式，如在焦作煤田的防治水实践中提出了垂向越导通道勘探模式；另外还提出了带压系数的概念。

赵各庄矿深部开采底板突水特征及防治技术

杂色钳土岩Ｖ煤层顶饭眇岩５裂隙承含水层
赵各庄矿ｌ４水平标高一１０ｍ，奥灰水压达到１．６Ｐ，２０１７Ｍａ大采深、高水压加大了矿井防治水工作的技术难度，严重威胁着矿井的安全生产。因此，对深部底板突水机理和特征进行研究具有重要意义。
Ｉ５至ｌ煤砂岩Ｖ煤２裂隙承爪含水层
川ｌ煤至１煤砂岩２４
１２层２煤
１矿井水文地质特征
赵各庄矿含水层从上至分为７层，如冈１所示。其
裂隙承压含水ｆ４ｆ煤垒脚 …欠岩砂ｌ岩裂隙承压含水层
中第四系冲积层孑隙承压含水层（）及Ａ层以上砂岩裂隙Ｌ Ⅶ 承压含水层（）与深部煤炭资源开采联系不密切，该含水 Ⅵ
一
图１矿井含、隔水层垂向示意图
安全开采的屏障正常底板（无断裂构造）件下，大多数条矿井回采工作面依靠隔水层的隔水作用能够实现安全回采。
正常底板条件下隔水层的隔水能力主要取决于隔水层的厚度、岩性与组合关系，厚度越大、岩石强度越高、岩性完
整性越好，则其隔水能力越强Ｊ。主采煤层ｌ，层至底板奥灰的距离即隔水层的厚度２煤
２１４水平ｌ：层底板突水性分析２煤

煤矿底板突水防治研究进展与探讨

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煤矿底板突水防治研究进展与探讨
逯娟陈刚兰州市７３００２１兰州资源环境职业技术学院
摘要：煤矿底板突水是矿井开发中一种严重的地质灾害现象，其受控于多因素影响且具有非常复杂的非线性动力特征。为了解决底板突水问题，从底板突水类型划分、煤矿水文地质条件综合研究、煤层底板突水预测预报方法、计算机成图技术及和数学方法及注浆堵水技术等方面
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏａｌｍｉｎｅｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｉｓａｓｅｉｏｒｕｓｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｍｉｎｅｅｍｐｏｌｄｅｉｆｎｇ，ｉｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｍａｎｙｆａｃｔｏｒｓａｎｄｈａｓａｖｅｒｙ
（３）按突水动态特征划分底板突水（４）按含水层性质划突水滞后型突水
厚层灰岩突水薄层灰岩突水砂岩含水层突水有松散层或地表水动储量补给的岩层突水
底板突水
突发性灾害事件，是煤层下伏承压水冲破底板隔水层的阻隔，以突发、缓发或滞发的形式进入矿井，造成矿井涌水量增加或淹没矿井的自然灾害。煤矿底板突水问题，在我国的煤矿中非常突出和普遍，几乎涉及我国的大部分煤田，包括华北、华南的大部分晚古生代煤田以
系统总结煤矿底板突水的研究现状及存在问题，在此基础上从不同方面阐述了煤矿底板突水问题研究的发展前景和展望。关键词：底板突水突水预测煤矿水文地质注浆堵水

深部煤层开采矿井防治水技术的探讨

深部煤层开采矿井防治水技术的探讨作者：药小龙来源：《中国科技博览》2014年第02期摘要：矿井水害一直是山西煤矿安全生产面临的重大问题，最近的几次突水事故不仅给煤矿和国家造成了重大的经济损失，也给社会造成了不良的影响。

山西地区部分煤矿浅部煤层已开采殆尽，随着开采深度的增加，水文地质条件越来越复杂，受水害威胁程度加大，防治水形势严峻，本文结合C矿具体的矿井地质、水文地质条件特征，研究和探讨了深部煤层开采矿井防治水的可行性。

关键词：深部煤层，奥灰水，防治水技术【分类号】TD7451区域水文地质条件C煤矿位于宁武煤田西南边缘，地形西南高北东低，自西向东岚河纵贯本区。

区域地下水的来源主要为大气降水，其次为地表水。

本区外的西南有奥陶系石灰岩出露为奥灰含水层补给区，地表迳流岚河是本区地表水的排泄道，地下水由西南向北东在下静游一带泄出。

井田内4、9号煤层底板均有大部分区域低于奥灰水标高，奥灰岩溶地下水严重威胁着深部煤层的开采。

2矿井水文地质条件2.1地表水井田内无大的地表河流，仅在北西角有一大沟谷～～马铺沟，为季节性流水，其它沟谷平时干涸，雨季有短暂的流水。

2.2地下水含水层2.2.1奥陶系岩溶裂隙含水层由石灰岩、泥灰岩及钙质泥岩等组成，石灰岩岩溶裂隙较发育，特别是在上覆地层较薄或出露地区。

冶金五队在下静游（汾河边）勘查水源时（距本井田15km），抽水试验单位涌水量4.67～18.9L/s.m，PH值7.4～7.8，矿化度0.316～0.596g/L，属重碳酸～硫酸～钾、钠、钙型水。

2.2.2石炭系太原组碎屑岩夹灰岩岩溶裂隙含水层按层位与含水性的不同，可分上、下两个含水层（组）。

下部石灰岩岩溶裂隙含水层，为7、8、9号煤层的直接或间接顶板，厚约5.80m，每层石灰岩的顶、底常有泥灰岩，各层石灰岩间隔有粉砂岩与砂质泥岩。

由于受分布地点与岩性的制约，含水层的裂隙与岩溶发育程度和相应的富水性变化较大。

上部K3砂岩裂隙含水层，主要含水层，岩性与厚度变化很大，以粗砂岩为主，泥质或钙质胶结，分选较好，颗粒组成自上而下渐粗，底部常为砂砾岩或细砾岩，一般厚5.20m，侯家岩旧井筒施工时，对该组含水层进行了抽水试验，单位涌水量0.359L/s.m。

W矿深部煤层开采底板突水性分析

Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｄｅｉｉｇ；ｎｔｂｌｙｏｔｒｓｅａｅｆｏ；ｇｓｎｔｒｉｏｌｆｏｎｎＤａｃｅｐｍｎｎｉｓａｉｉｆｗａｅｅｐｇｗｔｌｕｈｉｇｗａｅｎｃａｏｒ；ｏ－ｒｙｌ
基金项目：江苏省创新学者攀登项目（Ｋ０８０；泽学院科研基金（Ｙ１Ｂ０；国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家Ｂ２００７）菏Ｘ０Ｓ４）中重点实验室博士后基金（Ｄ０５Ｐ１０）
作者简介：徐慧（９２）女，西临潼人，教。１８一，陕助
ＥｇｎｅｉｈｎｎｖｒｔｏＭｉｉｇ＆Ｔｃｎｌｇ，ｕｈｕＪｎｓ２８ＣｉａｎｉｅｒｇＣｉａＵｉｓｙｆｎｎｎｅｉｅｈｏｙＸｚｏ，ｉｇｕ２０，ｈｎ）ｏａ１０
ＡｂｔａｔＢａｅｎｔｅｔｅｒｂｕｈｎｔｂｌｙｏｔｒｓａｇｏｉｔａｉｅｏｋ，ｈｎｕｓｒｃ：ｓｄｏｈｈｏａｏｔｔｅｉｓａｉｉｆｗａｅｅｐａｅｆｗｎｓｒｔｆｄｒｃｔｅｉｆ — ｙｔｌｉｌｅｃａｔｒｎｔｅｇｈｎｔｒｉｏｌｆｏｒｉｈｅｐｍｉｎｇｏｏｌｍｉｅａｅａａｙｅｎｄｎｅｆｃｏｓｏｈｕｓｉｇｗａｅｎｃａｏｎｔｅｄｅｎｉｆＷｃａｎｒｎｌｚｄａｌｃｎｌｅｓｆｌｏｏｃｕｄｄａｏｌｗｓ：ｈｅｔｉｋｓｆｍｕｄｔｎｎｗａｅｔｈｃｎｅｓｏｓｏｅｉｔｒ— ｒｓｓｉｇｌｙｒｐｒｅｂｌｙａｄｔｅｎｎ— ｅｉｔｎａｅ。ｅｍａｉｉｎｈｏｔＤａｃｏＢｆｃｏ．ｅｃａｇａｆｔｅｐｒｅｂｌｙｏｏｓｏｅｉｔｒｒｓｓｉｇｌｙｒａｄｔｅｒｙｆｗａｔｒＴｈｈｎｅｌｗｓｏｈｅｌｍａｉｉｆｍｄｔｎｎｗａｅ —ｅｉｔａｅｎｈｔｎｎｎ－ｒｙｆｏＢｆｃｏｎｔｅｐｏｅｓｏｔｅｓｓｒｉｎｈｅｐｏｅｓｏｏｆｎｉｇｐｅｓｒａｉｔｏｏＤａｃｌｗａｔｒｉｈｒｃｓｆｓｒｓ－ｔａｎａｄｔｒｃｓｆｃｎｉｎｒｓｕｅｖｒａｉｎａｅｏａｎｄｆｏｅｐｒｍｅｔ．ｅｒｓｈｉｉａｅｈｔｔｎｔｂｉｔｆｗａｅｅｐｇｏｉｏｌｒｂｔｉｅｒｍｘｅｉｎｓＴｈｅｕｎｄｃｔｄｔａｈｅｉｓａｌｙｏｔｒｓｅａｅｆｗｎｃａｉｌｌｏａａｐｎｉｎｎｒｃｓｆｏｒｃｎｔｈｐｅｎｍｉｉｇｐｏｅｓｗｈｅｈｈｃｎｓｆｍｕｓｏｅｉｔｒｒｓｓｉｇｌｙｒｅｃｅｓｎｔｅｔｉｋｅｓｏｄｔｎｎｗａｅ —ｅｉｔｎａｅｘｅｄ

我国煤层底板突水机理与防治研究现状及展望

我国煤层底板突水机理与防治研究现状及展望下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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深部煤层开采矿井防治水技术研究

深部煤层开采矿井防治水技术研究摘要：深部煤层开采过程中，受到水文地质条件的影响，容易引发水害事故。

其中，突水是一种常见且危害性大的煤矿自然灾害之一。

因此，对于深部煤层开采矿井而言，必须采取科学合理的防治水措施，以保障矿工生命财产安全和安全生产。

关键词：深部煤层；矿井；防治水技术引言随着煤炭资源开发深度不断增加以及采掘空间日益狭小化，传统的防治水方法已难以满足现代化矿井建设需要。

为此，近年来国内外学者逐渐将注意力转向了基于新材料、新工艺、新理论的新型防治水技术方向，旨在提高矿井防治水效率和减少矿井水害发生率。

1 矿井突水因素分析1.1深部矿井主要充水水源深部矿井主要突水水源为奥灰、寒灰等强含水层，区域资料表明奥陶系灰岩强含水层其各组地层溶洞裂隙发育程度不均，富水性差异大，奥灰水压大，断裂发育时，存在较大水害威胁。

如奥灰水通过裂隙、孔洞等通道进入矿井后将直接影响着矿井生产安全与煤炭资源开发利用。

1.2 矿井深部开采可能存在的主要导水通道1)断层。

井田内构造以断裂为主，断层较发育，且多为张扭性正断层，褶曲不发育，井田边界发育多条规模较大的断层，其中以东西向为主，断层破碎带、导水断层与其他主要含水层有水力联系时，会成为煤层深部开采时的主要突水通道。

断层落差较大时，煤层与含水层的间距变小，断层两侧裂隙发育，往往成为富水带，并沟通上下含水层，这些断层及其影响带是未来矿井深部开采主要影响区域，对矿井有较大威胁。

2)导水裂隙带。

巷道掘进或工作面回采，都会对周围岩体造成破坏，使周围岩体垮落，采掘过程可使工作面内断层活化，增大冒裂带高度，并改变断层的导水性质；同时垮落会产生裂隙，当裂隙沟通地表水体、井下积水区或地下含水层时，水就会沿裂隙涌入或渗入采掘工作面。

3)封闭不良钻孔。

在地质勘探工作中，地表勘探施工的钻孔揭露了不同深度的岩层，使含水层之间发生水力联系，破坏了原始的地质环境。

钻孔自地面施工，绝大部分钻孔揭露煤层，向上、向下几乎贯穿所有含水层，甚至直接与地表水相联系，各勘探阶段施工的钻孔封闭质量要求不一。