实用矿井水防治理论与技术探讨.pptx
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1、实用矿井水防治理论与技术探讨主要内容中国煤矿水害现状矿井水防治存在的主要问题关于顶板突水机理关于底板突水理论关于断层突水机理关于突水系数三维高密度探水技术1 中国煤矿水害现状 按水源划分地表水体水害事故 4.9%冲积层水水害事故1.4%砂岩类含水层水害事故1.4%灰岩类岩溶水水害事故92.3%按空间位置划分地表水害地表水害4.9%老窑水害老窑水害0.8%老空水害老空水害1.6%顶板水害顶板水害4.6%底板水害底板水害88.1%2 矿井水防治存在的主要问题 顶板突水机理及突水量预测问题“上三带”理论理论;导水裂隙带高度底板突水机理理论研究方面“下三带”理论理论基础为弹性力学理论;为浅部开采理论底
2、板突水的预测预报方法一直束缚于“突水系数”的概念富水性探测技术方面二维物探手段不能解决工作面内部底板富水性问题3、关于顶板突水机理、关于顶板突水机理“上三带上三带”理论理论“上四带上四带”理论理论顶板水量增大因素顶板水量增大因素顶板水量预计顶板水量预计“上三带上三带”理论理论 开采煤层之上存在三带:冒落带、导开采煤层之上存在三带:冒落带、导水裂缝带、弯曲带。水裂缝带、弯曲带。冒落带和导水裂缝带统称冒裂带。冒落带和导水裂缝带统称冒裂带。导水裂隙带高度计算方法导水裂隙带高度计算方法按照规程按照规程类比法类比法 经验公式法经验公式法理论计算理论计算 现场实测现场实测 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱
3、留建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程设与压煤开采规程(20002000第第1818号)号)类比法类比法兖兖州州鲍鲍店店煤煤矿矿3煤煤层层综综采采放放顶顶煤煤实实测测资资料料,该该矿矿岩岩层层倾倾角角为为时时,k=7。由由于于华华丰丰井井田田地地层层结结构构与与鲍鲍店店井井田田十十分分类类似似,同同时时华华丰丰矿矿1409工工作作面面所所开开采采的的煤煤层层就就是是相相当当于于鲍鲍井井田田的的3煤煤层层,因因此此,可可以以根根据据鲍鲍店店井井田田k1系系数数,来来推推测测华华丰丰井井田田的的k2。已已知知鲍鲍店店井井田田的的3煤煤层层开开采采时时岩岩层层的的倾倾角角为为5,华丰矿
4、,华丰矿1409工作面岩层的倾角为,则:工作面岩层的倾角为,则:华丰矿华丰矿1409工作面的在采厚为工作面的在采厚为6.50m的情况下,冒落带的情况下,冒落带h1的高度为的高度为10.73m。经验公式法经验公式法 现场实测现场实测顶板水量增大主要影响因素顶板水量增大主要影响因素含水层厚度顶板岩体的构造发育度离层空间斑裂线矿山压力 含水层厚度顶板岩体的构造发育度顶板岩体的构造发育度断层断层节理节理溶洞溶洞孔隙孔隙离层空间离层空间“上四带上四带”顶顶板板峰峰值值衰衰减减系系数数;Cx岩岩梁梁之之间间力力的的传传递递系系数数;L工作面跨度;工作面跨度;1未破裂岩层的最大抗压强度;未破裂岩层的最大抗压
5、强度;顶板岩层加权平均比重;顶板岩层加权平均比重;H H未破裂岩层的埋深;未破裂岩层的埋深;。斑裂线斑裂线华丰煤矿地表斑裂线斑裂线造成的下平巷涌水量增大机理矿山压力矿山压力周期性矿山压力周期性矿山压力冲击地压冲击地压周期性矿山压力周期性矿山压力离层形成的冲击地压离层形成的冲击地压冲击地压形成斑裂线冲击地压形成斑裂线4、关于底板突水理论、关于底板突水理论“下三带下三带”理论理论 “下三带下三带”的理论观点最早是由原山的理论观点最早是由原山东矿业学院一批科技人员在实践中提东矿业学院一批科技人员在实践中提出的,并在实践中进行应用和发展。出的,并在实践中进行应用和发展。底板破坏带;底板破坏带;完整岩层
6、带;完整岩层带;承承压水导高带。压水导高带。采场底板采场底板“下四带下四带”划分理划分理论论 底板破坏深度的计算方法底板破坏深度的计算方法经验公式经验公式“下四带下四带”理论理论白庄煤矿白庄煤矿7105工作面为工作面为-430m水平的第一个水平的第一个工作面,开采深度平均为工作面,开采深度平均为520m,工作面斜,工作面斜长长80m,煤层的倾角为,煤层的倾角为10,坚固性系数为,坚固性系数为3。底板损伤度底板损伤度0.33。根据根据“下三带下三带”理论理论10.66m,根据根据“规程规程”10.36m,根据损伤经验公式根据损伤经验公式21.23m,现场实测现场实测22.47m.底板破坏深度实测
7、设备底板破坏深度实测设备 双端封堵侧漏仪双端封堵侧漏仪5、关于断层突水机理、关于断层突水机理断层防水煤柱留设公式6、关于突水系数、关于突水系数早在早在2020世纪初,国外就有人注意到底板隔水世纪初,国外就有人注意到底板隔水层的作用层的作用 4040年代至年代至5050年代,匈牙利韦格弗伦斯第一次年代,匈牙利韦格弗伦斯第一次提出底板相对隔水层的概念。即:提出底板相对隔水层的概念。即:不突水临界值不突水临界值统计发现统计发现80%80%突水小于此值突水小于此值欧洲国家采用欧洲国家采用6060年代至年代至7070年代,匈牙利国家矿业技年代,匈牙利国家矿业技术鉴定委员会将相对隔水层厚度的概术鉴定委员会
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- 实用 矿井 防治 理论 技术 探讨
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