煤矿防治水技术资料

——张性、压性、扭性
断层分布密度
——线密度分布图、单位面积断层迹线的总长度
断层（裂 隙密集带）
断层尖灭点、交叉点分布密度
——点密度分区图
断层规模
——断距、宽度、长度及倾角
地质 构造
褶皱
断层充填胶结情况 褶皱轴密度 褶皱轴埋深
——充填岩性、胶结程度 ——线密度分区图 ——埋深、位置
岩溶陷落柱
矿压破坏发育带
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1 我国煤矿水害类型及分布
一、科学开一采是、煤我炭国工业煤发矿展水的必害由类之型路 及分布
1.华北石炭二叠纪 煤田的岩溶——裂 隙水水害区； 2.华南晚二叠纪煤 田的岩溶水水害区； 3.东北侏罗纪煤田 的裂隙水水害区； 4. 西北侏罗纪煤田 的裂隙水水害区； 5. 西藏、滇西中生 代煤田的裂隙水水 害区； 6. 台湾第三纪煤田 的裂隙—孔隙水水 害区
T P M
其中： T— 煤层底板突水系数， MPa / m ； M—隔水段厚度，m； P— 隔水段承受的地下水压，MPa；底板受构造破坏
段突水系数一般不大于0.06 MPa / m ，正常块段不大
于0.1 MPa / m （煤矿防治水规定P109）。
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
（3 ）工程应用实例
进行实例分析。
图2.2 构造密度专题层图
图2.3 隔水层等效厚度专题层图 图2.4 充水含水层水压专题层图
图2.5 奥灰古风化壳厚度专题层图 图2.6 含水层富水性专题层图 图2.7 断层断距专题层图
图2.8 矿压破坏带以下脆性岩厚度专题层图
点状岩溶陷落柱
线状断裂（裂隙）
2.自然充水通道
地震通道
窄条状隐伏露头
面状裂隙网络 (局部面状隔水层变薄区)
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一、科学开采是二煤炭、工矿业井发展充的水必条由之件路分析
(二)、人为充水条件分析
1.人为充水水源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
袭夺水
老空水
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一、科学开采是二煤炭、工矿业井发展充的水必条由之件路分析
地面岩溶塌陷带
封孔质 量不佳 钻孔
根据充水条件特征，可将矿井充水 条件分析划分为：
矿井充水 条件分析
自然充水 条件分析
人为充水 条件分析
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一、科学开采是二煤炭、工矿业井发展充的水必条由之件路分析
(一)、自然充水条件分析
松散孔隙地下水 基岩裂隙地下水 碳酸盐岩岩溶地下水
承压水 潜水 上层滞水
顶板水 底板水 周边水
大气降水
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一、科学开采是二煤炭、工矿业井发展充的水必条由之件路分析
煤矿水害防治技术
王运福
鲁能菏泽煤电开发有限公司培训中心
国际地质学会会员 中国地质学会会员 高级工程师

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煤矿防治水工作 根本在管理 关键在细节
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提纲
一、我国煤矿水害类型及分布 二、矿井充水条件分析 三、矿井水害预测预报技术方法 四、突水事故的应急救援预案 五、数字矿山与矿井充水条件可视化分析平台
——密度分布图、不同部位水力性质 工作面斜长 煤层采高与采深 开采方法与工艺 煤层倾角
导升发育带
原始导升高度 回采诱发的导升高度
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
因此，我们认为，40多年前所提出突水系数法，已无法满足深部带 压开采和现代采煤方法提出的要求，对此，提出了煤层底板突水预测 预报评价的新方法：
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一、科学开采是煤炭工业发展的必由之路
2 矿井充水条件分析
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一、科学开采是二煤炭、工矿业井发展充的水必条由之件路分析
矿井充水条件分析，是矿床水文地质学重要研 究内容之一，也是矿井水文地质工作的重要环节之 一。
充水“水源” 充水“通道” 充水“强度”
矿井充水 条件分析 内容
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一、科学开采是二煤炭、工矿业井发展充的水必条由之件路分析
图2.9 本溪灰岩厚度专题层图
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
应用非线性ANN方法，根据大量的已知突水样本， 对模型进行训练学习 ，确定了8个因素的权重系数，建立了底板突水评价的脆弱性指数模型。
水压 富水性 古风化壳厚度 构造密度 断层断距 有效隔水层厚度
本溪厚度 破坏带以下脆性岩厚度
+
图
隔水层等效厚度量化专题图
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
矿井防治水基本原则
过去八字 原则：
有疑必探 先探后掘
现在十六字 原则：
预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
1、煤层底板突水预测预报的新方法—“脆弱性指数 法”
煤层底板突水是我国大部分煤矿山在开发过程中普遍 面临的工程技术难题。
那么何谓“突水系数”？
底板矿压破坏带 底板水压导升带
顶板冒落裂隙带
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一、科学开采是二煤炭、工矿业井发展充的水必条由之件路分析
（三）、充水强度分析
充水强度分析
定性 分析
定量 预测 评价
数值法
解析法
类比法
统计学方法
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一、科学开采是煤炭工业发展的必由之路
3 矿井水害预测预报技术方法
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
连接权重Wij 脆弱性指数
Wjk
输入层
隐含层
输出层
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一、科学开三采、是矿煤炭井工水业害发展预的测必预由之报路技术方法
底板突水脆弱性分区图（2）
奥灰含水层富水性专题图
+
奥灰水压专题图
+
构造密度专题图
+
本溪灰岩厚度专题图
+
断层断距专题图
+
奥灰上部古风化壳厚度量化专题
+
图
矿压破坏带以下脆性岩厚度量化专题
突 水 主 控 因 素 体 系
充水含水层
含水层水压
——平均值、最大值
含水层富水性
——单位降深涌水量
含水层渗透性
——渗透系数、渗透率
中奥陶统灰岩古风化壳发育及充填情况
——厚度、充填物岩性
底板隔水岩段 防突性能
隔水岩段总厚度 隔水岩段岩性比例 隔水岩段关键岩层位置
性质
——厚度等值线图 ——脆、塑性岩厚度比 ——力学强度高的砂岩层空间沉积位置
脆弱性指数法
脆弱性指数法采用的基本模型就是将具有强大空间信息分析处理功能的 GIS与可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合耦合于一体的评价模 型，即
N
VI
Si Ii
i 1
式中：VI—煤层底板突水的脆弱性指数； Si—第i个主控因素对底板突水的“贡献”或相对权重； Ii —第i 个主控因素归一化后的无量纲值。