承压水突水特征与防治措施研究现状讲解

ＳｅｒｉａｌＮｏ．４７２矿业快报

ＥＸＰＲＥＳＳＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ总第４７２期Ａｕｇｕｓｔ．２００８

ＯＦ

ＭＩＮＩＮＧｌＮＤＵＳＴＲＹ

２００８年８月第８期

矿井底板承压水突水特征与防治措施研究现状

白云来

（焦煤集团赵固一矿）

摘要：在参考国内外相关文献的基础上，从煤矿水文地质、底板承压水突水特征、矿井水防治措施三个方面对国内外目前底板承压水突水特征与防治措施研究现状进行了介绍。

关键词：底板突水；防治措施；突水特征；矿井水害；水文地质中图分类号：ＴＤ７４５

文献标识码：Ａ

文章编号：１００９－５６８３（２００８）０８－００１０－０４

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ＢａｉＹｕｎｌａｉ

（ＺｈａｏｇｕＮｏ．１ＣｏａｌＭｉｎｅ。ＪｉａｏｚｕｏＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇｒｅｌａｔｉｖｅｄａｔａａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ，ｔｈｅｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－ｔｉｃｓｏｆｆｌｏｏｒｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｒｏｍｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙｏｆｃｏａｌｍｉｎｅ，ｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｌｏｏｒｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｓ—

ｕｒｅｓ

ｏｆｍｉｎｅｗａｔｅｒ．

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ｍｉｎｅ；Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ

１国内研究现状

普查、详查阶段进行的。

１．１煤矿水文地质条件研究现状

矿区水文地质条件探查主要方法有自然地理与煤矿水文地质条件研究是煤矿突水灾害防治的地质条件写实分析；化探方法（多元连通试验、氧化

基础，属条件水文地质学的研究范畴，早期（２０世纪还原电位、环境同位素、水化学宏量及微量组分、溶

６０一７０年代）的防治水工作，主要是通过条件研究解氧、水文地质化学模拟）；物探方法（微流速、矿井

进行经验性决策，形成了煤层底板突水概念模型的直流电法、频率测深、瑞利波地震勘探、瞬变电磁法、雏型，如底板保护层和原始导高等概念。自２０世纪槽波地震勘探、高分辨地震勘探、探地雷达）；钻探、８０年代中期以来，煤矿水文地质条件的研究进入了抽（放）水试验；大口径抽水；地下水位动态观测；地

综合性研究的新时期，研究对象从大到小，即从区下水量计算及流场分析；测温；钻孔雷达¨Ｊ。

域、矿区转到采区、工作面；研究工作从地面转到井采区水文地质条件探查分为采前水文地质条件

下。各种现场测试方法相互配合和验证，提高了水探测方法和回采中水文地质条件变化监测。前者主患诊断的水平【４“Ｊ。在这一领域开发研制了多种仪要方法有井巷地质、水文地质条件写实分析；底板电器和测试方法，如ＭＴＳ．Ｉ型矿井突水前兆检测系法探测；工作面坑道透视；水文地质钻探。后者主要

统、ＢＸ－Ｉ型应力仪和ＤＷ．１１型位移测量仪、ＳＷＸ—方法有回采中水文地质条件变化监测；应力应变监

Ｉ型钻孔水位遥测系统及井下电测深法、采用氡射测；水压及导升情况（超声波等多种物探、水文地质气环境同位素方法查找地下水补给通道等。仪器方法）；矿压监测与分析。１．１．１水文地质条件探查

１．１．２水文地质“异常体”的探查

水文地质条件探查分为矿区水文地质条件探查

水文地质“异常体”的探查分为垂直越流通道和采区水文地质条件探查。常规的、传统的水文地探查技术和导水陷落柱探查技术。

质条件探查工作是在相应的普查、初步勘探阶段或

垂直越流通道探查技术探查由断层、密集裂隙及“陷落柱”等构成的垂向越流通道。目前已初步

白云来（１９６１一），男，矿长，高级工程师。４５４００３河南省焦作市。总结出了越流突水水文地质概念模型，由开拓系统、

１０

白云来：矿井底板承压水突水特征与防治措施研究现状２００８年８月第８期

越流系统和补给系统构成。垂向越流通道的探查技

术有１７种。区域探测方法有遥感技术，高分辨地

震，构造应力、应变场计算机模拟分析，地面电法；区段探测方法有岩相古地理分析，含水层分析。隔水

层（突水系数）分析方法有地下水流场分析，水化学场分析，升压试验，离子示踪试验；工作面探测方法

有煤层变化、破碎度分析，岩层（裂隙）变化分析，采用井下电法、井下瑞利波和井下钻探等手段。其中垂向越流通道的工作面探测方法以获取煤系构造信

息和流体信息为主，为煤厚、裂隙、水、瓦斯相关分析

法，其探测结果可用作工程圈定、设计、实施的依据。

导水陷落柱是一种水文地质“异常体”。其方法有瞬变电磁法，高分辨地震，槽波地震，ＣＴ扫描，

瑞利波，直流电法，地质雷达；化探方法有水质分析（水源判别），环境同位素分析（水源判别），放水性

测量（破碎带），离子示踪试验；钻探方法有定向导斜钻进（具体揭露），水平钻孑Ｌ（具体揭露）；放水试

验等１４种。上述方法构成导水陷落柱探测的井上、下立体探测技术。探测一般分三部分进行，即大异

常区探测、缩小异常区探测、陷落柱具体存在位置及

形态探测。目前，用于陷落柱水患诊断的专家系统已经投入使用，通过处理和分析用户提供的信息，可

执行水源判别、水路判别、水量评估及综合评判。

１．２底板承压水突水特征研究现状

１．２．１

底板突水机理研究现状及理论成果

底板突水机理研究是预测预报技术的基础工

作。该研究可分为３类，即现场写实分析法（经验法）、数值模拟和物理模拟法（相似材料模拟法）。

２０世纪８０年代中期，通过探索突水机理试验模型，基本上解决了相似模拟技术应用于突水机理研究的可行性问题，为制作具有实用价值的相似模