论五图双系数法和突水评价法在煤矿防治水中的应用
基于五图双系数法的煤层底板突水危险性研究
基于五图双系数法的煤层底板突水危险性研究段晓平【摘要】为了更准确地评价底板突水危险性,应用五图双系数法对煤层底板突水危险性进行风险评估.以某矿主采煤层作为研究对象,首先收集煤矿基础数据并对其进行标准化,通过sufer软件,建立影响各底板突水指标的等值线图,最后通过各个因素的等值线图,将量化的数据按权重进行叠加,得到底板突水风险带压评价图.在图中可以直接读出矿井底板突水的安全区、威胁区以及危险区.通过对五图结果的综合分析,判断出研究区中心区域最高危险等级为3级威胁区,结合该区域存在断层和水头较高的实际情况,证明了五图双系数法预测的准确性.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2016(013)005【总页数】6页(P28-32,36)【关键词】煤矿;底板;突水;五图双系数法;sufer软件【作者】段晓平【作者单位】华北科技学院,北京东燕郊101601【正文语种】中文【中图分类】TD745我国煤田开采遇到地下水灾害一直是不可忽略的隐患。
随着深部开采的进行，开采强度不断加大，带压开采成为防治水的主要问题。
煤层底板水作为一种主要的煤矿水害，有效预防形式越来越严峻。
90年代以来，国内学者采用了很多方法对底板突水进行了预测和评价，如地理信息系统法，脆弱性指数法[1]、神经网络、层次分析法、模糊理论分析法、专家评分法、变异系数法[2]、五图双系数法[3]等。
五图双系数法，是指由武强院士提出的评价煤层底板水害的一种方法。
五图是指底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等值线图、煤层底板以上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带压开采评价图。
双系数是指带压系数和突水系数[4]。
易伟欣考虑矿山压力、断层等因素，对突水系数法进行修正，应用五图双系数法对大平煤矿底板突水性评价，得出准确的预测结果[3]。
杨海斌通过五图双系数法计算了四老沟煤矿的底板岩溶水突水性[5]。
现阶段文章对五图双系数具体过程叙述都比较笼统，本文通过详细的步骤，基于sufer软件，应用五图——双系数法对某煤层底板突水性进行预测。
煤矿防治水措施综述
煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一，其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化，特别是兼并重组后，由于地质资料不清，煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重，给矿井水害防治工作带来极大困难，因此，煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题，所以，搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有：大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种：（一）地表水水害：主要水源为大气降水、地表水体（江河、水库、沟渠等）；（二）老空水水害：主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水；（三）孔隙水水害：主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
（四）裂隙水水害：主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水；（五）岩溶水水害：主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等；二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度（涌水量）。
（一）水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础，以水文地质钻探、抽（放）水试验、底板岩石力学试验为主要手段，探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术（1）地震勘探：包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面：查明落差大于5米的断层；查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱；探测采空区和岩浆浸入体。
（2）瞬变电磁探测技术：是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况，老窑及其积水多少的主要手段。
（3）高密度高分辨率电阻率法探测技术：是地面及其地下洞体的首选方法。
（4）直流电法探测技术：属于全空间电流勘探，可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面：巷道底板富水性探测；底板隔水层厚度，原始导高探测；掘进头和侧帮超前探测，导水构造探测；潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
防治水问答题
1、五图双系数法，是指一种煤层底板水害评价方法。
五图是指底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等值线图、煤层底板以上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带压开采评价图。
双系数是指带压系数和突水系数。
74、疏水降压按其进行时间可分为哪3种方法?答：可以分为预先疏压、并行疏降、联合疏降3种。
3、《煤矿防治水规定》中煤矿企业应当建立健全那几种水害制度?答：煤矿企业、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。
4、现行《煤矿防治水规定》是什么时候开始施行的?答：自2009年12月1日起施行。
6、根据那哪几个方面因素来划分矿井水文地质类型的?答：根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度。
7、矿井水文地质类型应当几年每进行重新修定?当发生重大突水事故后，应当几年内进行重新修定?答：矿井水文地质类型应当每3年进行重新确定。
当发生重大突水事故后，矿井应当在1年内重新确定本单位的水文地质类型。
9、矿井涌水量(Q3)在600答：复杂。
10、“存在大量老空积水、位置、范围、积水量不清楚的”矿井属于那一种水文地质类型?答：极复杂。
11、矿井应当编制那五种防治水图件?答：(1)矿井充水性图;(2)矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图;(3)矿井综合水文地19、矿井应当分井、分水平设观测站进行涌水量的观测，每月观测次数不应少于几次，水质监测每年不少于几次?答：不少于3次。
不少于2次。
20、矿井进行水文地质钻探时，单孔设计包括那些主要内容?答：包括钻孔结构、孔斜、岩芯采取率、封孔止水要求、终孔直径、终孔层位、简易水文观测、抽水试验、地球物理测井及采样测试、封孔质量、孔口装置和测量标志要求等。
21、目前常用的物探方法有那些?答：直流电法(电阻率法)、音频电穿透法、瞬变电磁法、电磁频率测深法、无线电波透视法、地质雷达法、浅层地震勘探、瑞利波勘探、槽波地震勘探方法等物探方法(答出3种以上)。
煤矿防治水措施.
煤矿防治水技术措施煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一，其严重程度仅次于瓦斯列第二。
随着开采深度和开采条件不断变化，特别是兼并重组后，由于地质资料不清，煤矿受采空区、古空区、奥灰水威胁越来越严重，给矿井水害防治工作带来极大困难，因此，煤矿水害已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题，所以，搞好水害防治是我矿的重点工作。
一、矿井水害类型造成矿井水害的水源有：大气降水、地表水、地下水和老空水。
按照水源把矿井水害分成以下几种：（一）地表水水害：主要水源为大气降水、地表水体（江河、水库、沟渠等）；（二）老空水水害：主要水源为古井、小窑废巷及采空区积水；（三）孔隙水水害：主要为第三系、第四系松散含水层孔隙水、流砂水和泥砂等。
（四）裂隙水水害：主要为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水；（五）岩溶水水害：主要为华北石炭二叠纪煤田的太原群薄层灰岩岩溶水等；二、煤矿水害防治技术现状煤矿水害与其形成的条件有直接对应关系。
矿井充水三个条件。
即“矿井充水三要素”包括充水水源、涌水通道和充水强度（涌水量）。
（一）水文地质探查技术1、水文地质试验技术水文地质试验技术的基本方法是以水文地质理论为基础，以水文地质钻探、抽（放）水试验、底板岩石力学试验为主要手段，探查含水层及其富水性、主要含水层水文地质边界条件、各含水层之间的水力联系等。
2、地球物理勘探技术（1）地震勘探：包括二维和三维地震勘探。
主要应用于以下几个方面：查明落差大于5米的断层；查明区内幅度大于5米的褶曲和直径大于20米的陷落柱；探测采空区和岩浆浸入体。
（2）瞬变电磁探测技术：是地面探测含水层及其富水性、构造及其含水情况，老窑及其积水多少的主要手段。
（3）高密度高分辨率电阻率法探测技术：是地面及其地下洞体的首选方法。
（4）直流电法探测技术：属于全空间电流勘探，可在地面及井下使用。
主要应用于以下几个方面：巷道底板富水性探测；底板隔水层厚度，原始导高探测；掘进头和侧帮超前探测，导水构造探测；潜在突水点、老窑积水区、陷落柱探测。
煤矿防治水规定
煤矿防治水规定国家安全生产监督管理总局国家安全生产监督管理总局令第28号《煤矿防治水规定》已经2009年8月17日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过，现予公布，自2009年12月1日起施行。
1984年5月15日原煤炭工业部颁发的《矿井水文地质规程》（试行）和1986年9月9日原煤炭工业部颁发的《煤矿防治水工作条例》（试行）同时废止。
局长骆琳二○○九年九月二十一日煤矿防治水规定第一章总则第一条为加强煤矿的防治水工作，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法律、行政法规，制定本规定。
第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的防治水工作，适用本规定。
现行煤矿安全规程、规范、标准等有关防治水的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。
第三条防治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。
第四条煤矿企业、矿井的主要负责人（含法定代表人、实际控制人，下同）是本单位防治水工作的第一责任人，总工程师（技术负责人，下同）具体负责防治水的技术管理工作。
第五条煤矿企业、矿井应当按照本单位的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。
水文地质条件复杂、极复杂的煤矿企业、矿井，除符合本条第一款规定外，还应当设立专门的防治水机构。
第六条煤矿企业、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。
第七条煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划和年度计划，并组织实施。
第八条煤矿企业、矿井的井田范围内及周边区域水文地质条件不清楚的，应当采取有效措施，查明水害情况。
在水害情况查明前，严禁进行采掘活动。
发现矿井有透水征兆时，应当立即停止受水害威胁区域内的采掘作业，撤出作业人员到安全地点，采取有效安全措施，分析查找透水原因。
五图双系数法在矿井奥灰水带压开采中的应用——以吕梁市岚县正利矿为例
类 磊（山西省煤炭地质水文勘查研究院，山西 太原 030006）五图双系数法在矿井奥灰水带压开采中的应用——以吕梁市岚县正利矿为例1 引言山西省吕梁市岚县正利矿位于山西省宁武煤田东南部，岚县县城东南约10km 处，行政区划隶属于吕梁市岚县社科-1乡管辖。
矿井主要开采为4号、4号、7号、9号煤层，井田内可采煤层均处于奥灰水带压区，属于全井田带压。
2 地质概况井田位于宁武煤田东南部，岚县勘探区中部南北向构造带阳坡塔背斜的东翼，为一走向南北、倾向东的单斜构造，岩层倾角7°左右，地表大面积被新近、第四系地层所覆盖，只在东北部的岚河两边零星出露有二叠系上统石千峰组地层，下部为二叠系上、下石盒子组、山西组，主要岩性由砂岩、泥岩、砂质泥岩组成，本组含水段主要为砂岩裂隙含水层，富水性弱。
下部为石炭系太原组，本组岩性主要由泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成，主要岩性有L 、L 、L 石灰岩123以及K 砂岩，其中石灰岩较纯，裂隙发育不均匀，层位、厚3度都变化不大，含水层富水性弱，但局部富水性中等。
下部石炭系本溪组厚27.5m 左右，主要岩性为泥岩、炭质泥岩，局部为铝质泥岩、粉砂岩、砂质泥岩，岩石裂隙不发育，完整性较好，含水条件差，构成一组较为稳定的隔水岩层，平行不整合于奥陶系灰岩之上。
奥陶系中统石灰岩为正利矿主要含水层，由厚层石灰岩、白云质灰岩、豹皮灰岩及薄层钙质泥岩组成。
据井田内钻孔资料，井田内上、下马家沟组含水层混合抽水试验，单位涌水量0.61-0.82L/s.m，含水层富水性中等；峰峰组含水层抽水试验，单位涌水量为0.762L/s.m ，含水层富水性中等。
井田奥陶系峰峰组含水层水位标高由西北向东南在1134-1126m 之间。
3 底板采动破坏对矿井的影响在煤层未进行回采前，水体、岩体处于一定的平衡状态中，一旦煤层在采动后，在隔水层之上就会产生应力释放。
在压力作用下，隔水底板岩层受到不同程度的破坏，形成裂隙活化。
五图双系数法在煤层底板承压水突水危险性评价中的应用
塔山井田东侧以煤层露头为边界，煤层露头以东出 露寒武-奥陶系灰岩，大气降水为地下含水层补充水源。 井田内含煤区域位于径流区；井田南侧边界为地下岩溶 水分水岭；井田西侧以及北侧边界人为划定，井田内含 （隔）水岩层向井田外自然延展，无明显水力边界。由于 井田内岩溶水总体流向为自南东流向北西，因此井田西 侧及北侧为排泄边界。
3.4 有效保护层厚度等值线
9 号煤层有效保护层厚度（ H有效 ）是煤层顶板保护层
厚度（ H保护 ）减去煤层开采后底板导水裂隙带发育高度 （h），即
H有效 = H保护 -h
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
·72·
五图双系数法在煤层底板承压水突水危险性评价中的应用
第 17 期
确定 9 号煤层底板破坏深度，具体如图 1 所示。 表 1 五图、双系数以及三判别具体项目
五图
双系 数 项目
三级判别 注释
号煤层底板隔层厚度为 30～54m，总体呈自西南向东北
逐渐变大的趋势。
3.3 煤层底板以上水头等值线
井田内 9 号煤层底板标高为+955～+1 040m，岩溶水
水位标高为+978m～+1 052m。通过对比，各钻孔 9 号煤
层底板标高也均低于岩溶水位标高，故 9 号煤层在可采
区内全区带压（见图 3）。
总 679 期第十七期 2019 年 6 月
河南科技 Henan Science and Technology
工业技术
五图双系数法在煤层底板承压水 突水危险性评价中的应用
王立仁
（中国煤炭地质总局第三水文地质队，河北 邯郸 056006）
摘 要：在煤矿资源日益匮乏的现实条件下，深部煤层开采面临的形势越发严峻，奥灰岩溶突水问题越发凸
突水系数与煤矿水害防治
其它因素的综合 影响, 它 从统 计规律 上阐 述了 煤层底 板突
水的原 因。前 述 几个 矿 区 突水 系 数, 焦 作 0 60 ~ 1 00kg / cm2 /m, 峰 峰 0 66 ~ 0 72kg /cm2 /m, 淄 博 0 60 ~ 1 40kg / cm2 /m, 井陉 0 60~ 1 50kg / cm2 /m [ 3] 。
47
生产技术
煤炭工程
2011年第 1期
基于小波变换的小电流接地 系统故障选线方法
于永进1, 臧宝花 2
( 1 山东科技大学 信电学院, 山东 青岛 266510; 2 青岛龙发热电有限公 司, 山东 青岛 266317)
摘 要: 配网单相接地故障时因故障电流小, 其选线问题一直未能得到很好的解决。文章以 适当的频率带宽对发生单相接地故障后各条线路的暂态零序电流进行分解, 利用暂态零序电流在 选线频带内小波系数的幅值和极性特征选出故障线路, 并对采样频率和分解尺度的选择做了说 明, 给出了详细的故障选线步骤, MATLAB仿真实验表明, 该方法不受接地电阻的影响, 抗干扰 能力强, 选线准确、可靠性高。
生产技术
煤炭工程
2011年第 1期
突水系数与煤矿水害防治
管恩太
(郑州煤炭工业 ( 集团 )有限责任公司, 河南 郑州 450042)
摘 要: 从煤层底板突水预测预报问题出发, 就突水系数评价水害方面, 从 1964年煤炭部 焦作水文地质会战开始, 分析了各个阶段突水系数公式, 论述了突水系数的演化, 到 煤矿防 治水规定 对突水系数的重新科学定义。突水系数的意义在于简明扼要, 符合实际, 解放了受 水威胁的大量的煤炭地质储量, 应大胆使用, 突水系数演化到今天并不影响我国煤矿水害的研究 和进展, 反而对我国煤矿水害评价起到了正确的指导作用。最后根据突水灾害的具体特点, 在突 水评价的基础上提出有效防治对策。
突水系数法在王家沟煤矿底板突水评价中的应用
从上述两式中可 以看 出， 在其他条件不变 时， Ｐ 惯 性 与Ｃ ２ ／ ３ ． ￣ （ ） 成正 比 ， Ｐ 黏 性 与 ｃ ｌ ／ ２ ｘ ｄ Ｕ 成 正 比 。 当浓 度
矿物颗粒在螺旋分选机 中是 以粒群形 式存在的 ， 其比单个颗粒在螺旋分选机 内的受 力情况 更加复杂 ， 还需要考虑到颗粒间的相互碰撞、 摩擦等 因素。另外 水流 的流 态也 会发 生变 化 ， 固 体颗 粒 的 加入 ， 会减 弱 水 流的紊流程度 。粒群在流膜 中的运动形式主 要表现为 以下两个方面 ： 一方面是悬浮 ， 在泥沙运动学中前者称 为悬移质运动。二是沿底面滑动或滚动 ， 称为推移质 运 动 。其 中粒 群沿 底面 滑 动 的原 理 与单 个 矿粒 沿底 面 滑动的原理是相似的， 不过 对极 细的矿泥 还要考虑矿 粒间的黏结力和矿粒 与底面的附着力的作用。粒群在 流膜 中悬浮除 了水 流作用外 ， 还有颗粒层 间剪切产生 的分 散压 （ 斥力） 。 根据最小应力原则 ， 任 何受到应 力的物体具有将 其结构重新排列 ， 来释放这个应 力的趋势 。当悬浮液 中固体颗粒连 续受到剪切时 ， 垂直 于剪 切方向将产生 种分散压 ， 使颗粒具有向两侧膨胀的倾向， 以降低切 应力。分散压的大小达到使相 当一部分的运动颗粒在 分散压与重力间平衡 ， 保持悬浮状态。这 就是拜格诺 提出的颗粒层 间剪 切松散原理 ， 它较正确地解释 了层 流中大量颗粒能保持悬浮的原因。 拜格诺通过试验提 出计算分散压 的计算 公式 ， 见 式 ３—２ ４ 、 ３—２ ５ 。认为分散压 Ｐ主要是固体浓度 入 为线性浓度 ， 即颗粒直径与颗粒间径向平均分离距离
一
增加时 ， 分散压会 随之 增加。但 当容积浓度在 小范围 内变化时 ， 对矿浆 的黏度 及颗粒在矿 浆内的颗 粒碰撞 概率影响不大 ， 分散压上升的幅度也不明显 ， 即对整个 分选过程影 响不大 。当容积浓度大幅增加时 ， 分散压 随之出现较大的增 加。且 当浓度增加 到某一范 围时 ， 颗粒在矿浆中的存在形式发生变化。由于黏度大 的原 因， 一些颗粒会黏结成团运动 ， 会破坏颗粒按 比重分层 的过程 ， 明显 降 低液流 的 环 流对 矿 物 颗粒 的作 用 ， 选 别 次数大幅降低 ， 对分选过程产生不利影响。
基于五图双系数法的煤层底板突水危险性评价
基于五图双系数法的煤层底板突水危险性评价李建林;陈国胜;张波;崔延华【摘要】为准确预测煤层底板突水的危险性,以平煤八矿为例,利用五图双系数法对二1煤层底板寒武系灰岩水发生突水的危险性进行了预测评估.通过分析隔水层与水压的关系,计算了带压系数和突水系数;利用Surfer绘图软件,绘制了底板水压、水头分布、突水系数的等值线图和突水危险性分区图.该方法比突水系数法更为全面;与脆弱性指数法相比,不需要太多的相关资料.结果显示,突水危险性较大的区域分布在矿区的西北和东北部,面积较小;南部和中部有2个小的区域属于基本安全区;其他区域属于突水危险性较小的区域.整体而言,平煤八矿二1煤层底板寒武系灰岩水发生突水的危险性小.%In orter to exactly predict risk the of water inrush on coal floor,using five figures and double coefficients method,based on data from the No.8 coal mine of Pingmei,the risk of the Cambrian limestone water inrush on 21 coal floor was forecasted and assessed.By analyzing the relationship between the impermeable layer and the water pressure,the pressure coefficient and water inrush coefficient were gotten.Then contour maps of hydraulic pressure on coal floor,thickness of effective water-resisting layer,water inrush coefficient and the partition map of water inrush risk were drawn by using Surfer software.The result showed that the water inrush risk of the mining area in the northwest and northeast was relatively larger than the others,but the area was relatively smaller.There are two small areas in the south and central,which belong to the level of basic safety.The rest of mining area belongs to the level of small waterinrush risk.Overall,the Cambrian limestone water inrush risk on 21 coal floor of No.8 coal mine in Pingmei is relatively small.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】6页(P30-34,40)【关键词】五图双系数法,寒灰水;底板突水;分区评估【作者】李建林;陈国胜;张波;崔延华【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000;中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山 467099;中国平煤神马集团能源化工研究院,河南平顶山 467099;中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山 467099;中国平煤神马集团能源化工研究院,河南平顶山 467099;河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000【正文语种】中文【中图分类】P641.461水灾是我国煤矿生产的第二大灾害，尤其是在华北煤田，随着煤矿开采深度的不断加大，煤层底板防治水工作变得更加突出[1]。
介休市煤炭局有关防治水的几个问题
介休市煤炭局有关防治水的几个问题一、含水层及水文地质单元地下水埋藏在岩土层中。
地壳的岩土层有的含水，有的不含水，有的虽含水（含结合水、毛细水等）但不能透水。
在水文地质工作中，我们把能透水且饱含重力水的岩土层称为含水层。
凡是只能透水而未被重力水所饱和的岩土层称为透水层。
（一）构成含水层的基本条件地壳的岩土层要成为一个含水层必须具备以下几个条件：1、要有储存地下水的空间岩土层要能含水，首先，是在岩土层中必须要有储存地下水的空间（空隙），外部的水才能进入岩土层把水储存起来，并能在其中运动，才有可能成为含水层。
由此可知，岩层具有空隙是含水层形成的先决条件，也是确定含水层存在的一个重要标志。
2、要有储存地下水的地质条件岩层有了空隙，虽然是含水层形成的首要条件，但它不是唯一的条件。
同时，必须具备一定的有利于地下水聚集和储存的地质条件，才能构成含水层，如图1-10所示。
3、要有一定的补给水量有了容水的空隙岩土层和有利于蓄水的地质条件，并不一定有丰沛的地下水，还必须具充足的补给水量，才能使具有一定地质条件的空隙岩土层有水而构成含水层。
有一定的补给水量不仅是形成含水层的一个重要条件，更重要的是关系到含水层水量的多少及其保证程度的一个主要因素。
由此可知，含水量是划分含水层的一个重要因素，只有含水量达到一定的程度，对供水或排水有实际的意义，才能被确定为含水层。
如果含水量太小，实际意义不大，则不能划为含水层。
当然，这里讲的大与小是相对的概念。
综上所述，含水层形成的基本条件缺一不可，当岩层具有为地下水储存和运动的空间，有适当的地质条件，并含有一定的补给水量，即可构成含水层。
（二）含水层类型的划分从不同的观点，可划分出不同类型的含水层。
下面主要介绍我国常用的几种划分方法。
1、根据岩土空隙的类型划分1）孔隙含水层：孔隙含水层由松散的孔隙岩土层构成。
常见的有砂层、砾石层、砂砾石层，它们可能构成相应的砂粒含水层，砾石含水层、砂砾石含水层。
突水系数法在煤矿工作中的应用与意义
突水系数法在煤矿工作中的应用与意义摘要：突水系数法作为较早的评价煤矿底板水害威胁程度的方法，具有其明显的适用性与局限性，本文详细介绍了突水系数法的重要性与该方法的产生和发展，并以平朔集团井工三矿为例，建立各个主采煤层的突水系数模型，更为直观的明确各个主采煤层底板受到的水害威胁，对于煤矿的一线工作具有重要的实际意义。
关键词：突水系数；煤层底板；煤矿安全开采与世界其他国家煤矿开采地质条件相比，我国煤矿开采地质条件较为复杂[1]，存在“五大自然灾害”[2]。
近年来，随着深部煤层的开采，煤矿底板突水问题日益突出，严重制约着煤矿的安全生产。
因此，煤层底板突水机理的研究对煤矿的防治水工作具有重要意义。
1突水系数法的重要性在上个世纪50年代末期，受到匈牙利学者韦格弗伦斯提出的底板相对隔水层的影响，我国部分矿区开始采用突水系数的概念[3]，并于1964年的焦作水文会战中，提出利用煤层底板隔水层所承受的水压值与底板隔水层有效厚度的比值来评价突水危险性，即现在的突水系数法[4]。
我国于2009年颁布了《煤矿防治水规定》用以指导煤矿防治水工作，其中明确提出了突水系数法的使用及其临界值[5]。
同时，在2018年颁布的《煤矿防治水细则》中再次强调了突水系数的作用，并有相应附表进行详细叙述[6]。
由此可见，无论是煤矿一线的防治水工作中还是国家官方指导文件中，突水系数都具有重要的意义，对煤矿防治水工作进一步研究的有很大的帮助。
2 突水系数公式的演化突水系数法从提出到目前的几十年时间内得到了极大的发展与补充，并根据含水层特性，隔水层特性以及采动破坏研究成果发展出不同的经验公式。
本文中，笔者主要介绍突水系数法发展中重要的三次修正[7-8]：1、第一次修正是由煤炭科学研究院西安煤田地质研究所于1979年提出的修改：T=P/(M-CP)。
主要变化内容为将隔水层的厚度替换为隔水层总厚度减去矿压破坏带深度CP后的厚度。
2、第二次修正出现在1992年《煤矿安全规程》修编中，突水系数修改为煤层底板隔水层所承受的水压值与底板隔水层有效厚度的比值，表达公式为T=P/(M-CP -Z)，其中底板有效隔水层厚度为总厚度M减去煤层底板矿压破坏深度CP 和隔水层底板的自然承压导升高度Z后的值。
突水系数法在矿井底板突水评价中的应用
突水系数法在矿井底板突水评价中的应用地质工程-刘强强1.前言煤层底板突水的机制非常复杂，预测预报困难，为了预测煤层底板突水，我国矿山科技人员进行了大量的试验和研究，提出了很多理论和学说，其中突水系数理论在分析预测煤层底板突水方面得到了广泛应用，在评价煤层底板突水危险性中发挥了重要作用。
从20世纪60年代起，我国矿山科技人员在科研和生产实践中，以大水矿区矿井实际突水资料为基础，综合分析研究煤层底板突水状况，提出了突水系数公式，并在实践中不断深入研究探讨，使突水系数公式不断得以改进，每一次的改进都基于模拟试验结果和实际开采资料 并逐渐克服之前公式的不足。
突水系数公式历经了近年的探讨研究和改进，所考虑的引发底板突水的各项影响因素逐渐接近客观实际 采用改进的突水系数公式进行突水系数计算并用其进行带压开采预测及分区，分区的安全性均高于初期突水系数公式。
2.规范中的突水系数公式由国家技术监督局发布,1991年10月1日起施行的《矿区水文地质工程地质勘探规范》( GB12719-91)规定的计算公式为公式：PP T M C =- （1） 对临界突水系数作如下规定: 就全国实际资料看,底板受构造破坏块段突水系一般不大于0.06MPa/m,正常块段不大于0.15MPa/m 。
由国家安全生产监督管理总局发布, 2009年12月1日起施行的《煤矿防治水规定》规定的计算公式为公式P T M= （2） 对临界突水系数作如下规定:就全国实际资料看, 底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m, 正常块段不大于0.1MPa/m 。
式中T-突水系数,MPa/m; p-底板隔水层承受的水头压力,MPa;M-底板隔水层厚度,m 。
2.突水系数的演变历史20世纪60年代，我国矿山科技人员分析研究了大量的生产煤矿突水案例，从中筛选出含水层水压和隔水层厚度2个主要因子，提出了突水系数的概念，并建立了最初的突水系数 公式( 以下简称初期公式) :/T P M = （3） 初期公式考虑了水压与隔水层厚度对底板突水的影响，但没有考虑在煤层开采条件下矿山压力对底板扰动破坏的影响问题。
基于“五图-双系数法”的带压开采煤层底板突水危险性评价
基于“五图-双系数法”的带压开采煤层底板突水危险性评价张勇
【期刊名称】《中国煤炭地质》
【年(卷),期】2016(028)005
【摘要】在概述五图-双系数法基本原理的基础上，对山东泰安煤矿最下部带压开采的13号煤层进行了突水危险性评价。
评价以“带压系数”为主要评价指标，结合“突水系数”，并配合“三级判别”，进行带压等级分区，评价结果显示：13号煤层带压开采区底板突水危险性主要划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级区，其中以Ⅱ、Ⅲ级区范围较大，Ⅰ级区仅分布在断层周围。
说明13号煤层带压开采区底板突水危险性较小，安全性较高，但在带压区开采13号煤层时应加强断层或隐伏构造探查与防治。
【总页数】5页(P46-49,54)
【作者】张勇
【作者单位】山西省煤炭地质勘查研究院，太原 030031
【正文语种】中文
【中图分类】TD745
【相关文献】
1.利用"五图—双系数法"对煤层奥灰岩溶水带压开采突水危险性评价 [J], 焦向贵
2.五图-双系数法对奥灰水带压区回采面突水危险性评价 [J], 刘海利
3.基于五图双系数法的煤层底板突水危险性研究 [J], 段晓平
4.基于五图双系数法的煤层底板突水危险性评价 [J], 李建林;陈国胜;张波;崔延华
5.基于五图双系数法的煤层带压开采研究 [J], 田午子;李凯
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
矿井水害防治课程论文-国家煤矿水害防治技术及研究现状
矿井水害防治课程论文论文题目：简述我国煤矿水害防治技术及研究现状班级学号姓名任课老师日期简述我国煤矿水害防治技术及研究现状摘要：:为尽可能减少煤矿水害事故及提高矿山安全开采能力，本文通过对现有煤矿水害防治技术的汇总，对当前煤矿水害类型分类、煤矿水害致因、煤矿水害防治措施和防治体系研究现状的分析，得以未来水害防治研究进行展望，得出在煤矿水害防治技术与装备方面，煤矿水害防治技术研发平台方面，煤矿水害防治安全管理方面的发展趋势。
关键词：煤矿水害技术现状趋势引言矿井水害一直是制约我国煤炭生产发展的重要因素之一。
地下水涌入矿井,不仅造成生产损失和人员伤亡,导致多种环境负效应,而且还威胁着大量煤炭资源不能开采[1]。
据有关调查报告知[2]，2020年全国煤矿共发生水害死亡事故7起、死亡25人,同比增加4起、15人分别占全国煤矿事故起数和死亡人数的5.7%和11.1%。
其中较大事故2起(重庆、山西各1起)、死亡8人同比起数持平、人数减少1人。
分别占全国煤矿较大事故起数和死亡人数的20%和16.3%;重大事故1起(湖南1起)、死亡13人同比增加1起、13人分别占全国煤矿重大事故起数和死亡人数的3.3%和25.0%。
2020年11月29日，湖南省衡阳市耒阳市导子煤业有限公司源江山煤矿发生重大透水事故，造成13人死亡，直接经济损失3484.03万元。
2020年11月11日，山西朔州平鲁区茂华万通源煤业有限公司发生较大透水事故，造成5人死亡，直接经济损失约2570万元。
可知水害造成的生命财产损失极为严重，所以分析煤矿水害防治技术现状、研究解决面临的新问题，对于实现技术突破和产业转型升级，乃至进一步做好防治水工作，大幅度减少水害事故具有重大的现实意义。
1 我国矿井水害防治技术通过物探、钻探手段进行水害探测探查，开展突（透）水危险性及矿井涌水量预测预报，实施危险区域水害超前治理，辅以安全防隔水煤（岩）柱留设及其应力应变、水压等局部监测，可实现煤矿水害的灾前预防。
五图双系数法在煤层底板承压水突水危险性评价中的应用
五图双系数法在煤层底板承压水突水危险性评价中的应用作者：王立仁来源：《河南科技》2019年第17期摘要：在煤矿资源日益匮乏的现实条件下，深部煤层开采面临的形势越发严峻，奥灰岩溶突水问题越发凸显。
以大同塔山煤矿为例，利用五图双系数法对承压煤层进行突水危险性评价，以期能为9号煤层安全开采提供有益支撑。
关键词：五图双系数法;承压水;突水;煤矿安全中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）17-0071-03Abstract： Under the realistic condition of increasingly scarce coal resources， the situation of deep coal seam mining is more and more serious， and the problem of water inrush from Ordovician limestone karst is more and more prominent. Taking Tashan Coal Mine in Datong as an example，this paper evaluated the water inrush risk of confined coal seam by using the method of five charts and two coefficients， in order to provide beneficial support for safe mining of No. 9 coal seam.Keywords： five-figure double coefficient method;confined water;water inrush;coal mine safety塔山井田分上下兩个煤组开采，其中深部的9号煤层底板等高线值在+955～+1 040m，下部的奥灰岩溶水最高水位在+978m～+1 052m。
突水系数与煤矿水害防治
破坏特征来认识煤 层底板 突水规 律 ；第二类 是综合 考虑 与 煤层底板突水灾 害发生有 关 的各 方面 因素 ，通过应 用地理
信 息 系 统 的 多 源 地 学 信 息 复 合 叠 加 方 法 ，建 立 多 因 素 致 灾 的 ＧＳ煤 层 底板 突 水 预 测 预 报 模 型 ；最 后 一 类 则 以水 压 为 Ｉ 主要 煤 层 底 板 突 水 因 素 ，主 要 考 虑 承 压 含 水 层 的 水 压 力 对 隔 水 底 板 的 破 坏 作 用 ，如 斯 列 萨 列 夫 理 论 、煤 层 底 板 突 水
岩间隔水岩层 、岩 性 、物理 力学性质 、采 煤方法 相似 的情
况 下 ，用 公 式 Ｋ＝Ｐ Ｍ 对 已发 生 的 灰 岩 第 一 类 突 水 ｌ ／ ２
例进行均衡权限计算 （ 包括焦西矿、李封 矿 、韩王矿 、王封
矿、演马庄矿） ，其 中 Ｋ在 ３６～ ． ． ５ ６者 占 ９次 。Ｋ＞５６者 ． 占 ２次 ，Ｋ＜ ． ３ ６者 占 １次 。 由 以 上 分 析 可见 第 一 类 突 水 的
２ １ 水 文地 质调 查 ．
就区域水文地质 条件来讲 ，焦作煤 田是 开发最早 的矿 区之一 ，２ ０世纪 ６ ０年代初 ，焦作矿务局矿井突水频繁 ，突
水 灾 害 严 重 ，焦 作 矿 区 逐 步 成 为 全 国大 水 矿 区之 一 。 为 了 解决 焦作 矿务 局 日益 严 重 的水 害 问 题 ，原 煤 炭 部 组 织 了 以 焦作 演 马 庄 矿 、韩 王 矿 为 主 的 水 文 地 质 会 战 ，一 般 称 为
焦作 水 文地 质会 战开始 ，分析 了各 个 阶段 突水 系数 公 式 ，论 述 了突水 系数 的 演化 ，到 《 煤矿 防 治水 规定》 对 突水 系数 的重新 科 学定 义。 突水 系数 的 意 义在 于 简明扼 要 ，符 合 实际 ，解放 了受
五图-双系数法在煤矿突水评价中的应用
ｉ ｎ ｒ ｕ ｓ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｂｏ ａ ｒ ｄ ｗａ ｓ ｄ ｉ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｕｓ ｈ ｃ ｏ ｅ ｆｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ． Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｍａ ｉ ｎ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｕ ｓ ｈ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｔ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｕ ｓ ｈ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ— ｒ ｕ ｓ ｈ ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｔ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕｄ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｕｓ ｒ ｈ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｄａ ｐ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎｅ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｉ ｆ ｖ ｅ — ｉｇ ｆ ｕｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ． ｃ ｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ｕ ｓ ｈ ｃ ｏ ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ． ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎｒ ｕ ｓ ｈ
第３ ２卷第 ５期
２ ０ １ ３年 １ ０月
河 南 理工 大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＮ ＡＮ Ｐ ０Ｌ Ｙ Ｔ ＥＣ ＨＮＩ Ｃ ＵＮ Ｉ ＶＥＲ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ ＮＡＴ Ｕ ＲＡＬ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ ＮＣ Ｅ）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
论五图双系数法和突水评价法在煤矿防治水中的应用
同煤大唐塔山煤矿位于山西省北部大同市西南约30km处，地跨大同市和朔州市。
其地理位置为：东经112°49′23″-113°04′03″，北纬39°53′23″-40°03′01″。
分属大同市南郊区、左云县及朔州市怀仁县所辖。
塔山煤矿由首采区及扩大区组成，井田范围由23个拐点坐标圈定，东西长约24.3km，南北宽约11.70km，面积170.9024km2。
标签：五图双系数法;突水评价法;矿井开发
1.矿区地质特征
1.1 地层
矿区内地层由老至新依次为：寒武系、奥陶系、石炭系中统本溪组，上统太原组;二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组;侏罗系下统永定庄组，中统大同组;第四系。
1.2 构造
矿区位于大同煤田的中缘地段，为一走向北10～50°东，倾向北西的单斜构造，地层倾角一般在3～10°，东部边缘陡，由南而北煤层露头部位的倾角由40～70°，局部直立、倒转。
一般情况下，由煤层露头线向北西方向地层变缓到15°左右，水平距离约1OOm，而边缘部分超过25。
以上的水平距离不超过300m。
2.区域水文地质特征
2.1 地下水系统划分
大同煤田寒武-奥陶系岩溶裂隙地下水从补给、径流至排泄构成一个独立、完整的地下水系统。
该系统的边界如下：东部边界为推覆构造口泉大断裂;西部达滴水沿至金家花板、鹰往山一线;北部至青磁窑断层和北部寒武系灰岩尖灭线;南部边界为鹰往山一西碾头一元堡子一小京庄一潘家窑一线元子河与大峪河的地表分水岭。
该系统南接朔州神头泉域，总面积约3000km2。
2.2 含水层组
根据含水介质和空隙类型，区内含水岩组有：第三、第四系松散岩孔隙含水岩组;石炭一二叠一侏罗一白垩系碎屑裂隙含水岩组;寒武一奥陶系碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组。
3.矿井充水因素分析
3.1 充水水源
大气降水及地表水，地下含水层水对矿井充水的影响：包括第四系松散岩类空隙含水层、大同组、云岗组含水层、永定庄组砂岩裂隙含水层、石盒子组砂岩裂隙含水层、山西组砂岩裂隙含水层、太原组砂岩裂隙含水层、寒武一奥陶系岩溶含水层
3.2 充水通道
煤层及其附近虽然有水存在，但只有通过某种通道，它们才能進入采煤巷道形成矿井涌水，充水通道可以根据形成因素分为自然通道及人工通道。
地层裂隙及空隙带、岩溶陷落柱、断层等属于自然通道;煤层采后顶板冒裂带、底板破裂、及封闭不良钻孔等属于人T通道。
4.突水系数法评价
根据《煤矿防治水规定》采用公式7-1-1，利用各钻孔数据计算山4、3-5及8号煤的突水系数，对落差大于20m的断层单独计算了突水系数，在计算时隔水层厚度扣除断层的最大落差后，按正常块段的临界值进行对比。
计算公式为：Ts= P/M （7-1-1）
式中：Ts——突水系数（MPa/m）;
P——煤层底板隔水层承受水压（MPa）;
M——底板隔水层厚度（m）;
5.五图双系数法
五图是指底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等值线图、煤层底板以上水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带压开采评价图。
双系数是指带压系数和突水系数。
1）在工作面回采过程中，由于矿压等因素综合作用的结果，在煤层底板产生一定深度的破坏，这种破坏后的岩层具有导水能力，故称之为“导水破坏深度”，通过实验和计算可以获得该值的分布状况。
据此绘制“底板保护层破坏深度等值线图”（第一图）。
2）煤层底面至含水层顶面之间的这段岩层称之为“底板保护层”。
它是阻止承压水涌入采掘空间的屏障，需查明其厚度及其变化规律。
据此绘制“底板保护层厚度等值线图”（第二图）。
3）煤层底板以下含水层的承压水头将分别作用在不同标高的底板上。
根据
计算绘制”煤层底板上的水头等值线图“（第三图）。
4）把导水破坏深度从底板保护层厚度中减去，所剩厚度称之为“有效保护层”。
它是真正具有阻抗水头压力能力且起安全保护作用的部分。
据此绘制“有效保护层厚度等值线图”（第四图）。
5）最后根据有效保护层的存在与否和厚度大小，依照“双系数”和“三级判别”综合分析，即可绘制带压开采技术的最重要图件“带压开采评价图”（第五图）。
6.评价结果评述
突水系数法考虑了煤层底板隔水层厚度和隔水层底板所承受的水压两大因素，对落差大于20m的断层附近单独计算了突水系数，考虑了构造对底板突水的影响。
其评价分区明确，针对性强，满足防治水规定的要求，更便于矿方针对不同块段采取相应的防治水措施。
五图双系数法在突水系数法基础上，进一步考虑了煤层开采底板破坏深度和奥陶系上部岩溶裂隙不发育段对底板突水的影响，采用有效隔水层厚度进行突水系数的计算，采用突水系数和带压系数双系数，通过三级判别对底板突水的直通式突水、非直通式突水的可能性及突水量的变化状况进行了评价，理论上其评价结果较突水系数法更接近于实际。
但由于现阶段相关规程规范中没有明确基于五图双系数法评价成果上的相应防治水T作要求，因此对煤矿防治水工作而言，其实用性不如突水系数法评价成果。
综上，本次推荐采用突水系数法的评价结果，五图双系数法的评价结果可以作为制定防治水措施的参考。