礦井頂板水防治

1、礦井頂板水的防治礦井頂板水的防治一、一、煤層頂板涌水因素分析及頂板涌水預測煤層頂板涌水因素分析及頂板涌水預測二、二、防水煤防水煤(巖巖)柱的留設柱的留設三、三、頂板水的超前疏干頂板水的超前疏干四、四、注漿截流注漿截流五、五、改變采煤技術改變采煤技術六、六、工程實例工程實例一、煤層頂板涌水因素分析及預測一、煤層頂板涌水因素分析及預測( (一一) )采動條件下覆巖破壞的規(guī)律采動條件下覆巖破壞的規(guī)律( (二二) )影響覆巖破壞的因素影響覆巖破壞的因素( (三三) )頂板突水預測頂板突水預測（一）采動條件下覆巖破壞的規(guī)律（一）采動條件下覆巖破壞的規(guī)律返回返回覆巖破壞分帶示意圖覆巖破壞分帶示意圖（二）影

2、響覆巖破壞的因素（二）影響覆巖破壞的因素覆巖性質(zhì)及組合特征覆巖性質(zhì)及組合特征 1 1）堅硬）堅硬- -堅硬型堅硬型 2 2）軟弱）軟弱- -軟弱型軟弱型 4 4）堅硬）堅硬- -軟弱型軟弱型 3 3）軟弱）軟弱- -堅硬型堅硬型煤層賦存及開采因素煤層賦存及開采因素 1 1）采厚）采厚 2 2）分層數(shù)及回采垂高）分層數(shù)及回采垂高 3 3）開采面積）開采面積 4 4）地質(zhì)構造）地質(zhì)構造 5 5）采煤方法及頂板管理）采煤方法及頂板管理 6 6）覆巖破壞的延續(xù)時間）覆巖破壞的延續(xù)時間 返回返回（三）礦層頂板導水裂隙帶的發(fā)育高度的確定（三）礦層頂板導水裂隙帶的發(fā)育高度的確定 1 1導水裂隙帶發(fā)育高度的計

3、算導水裂隙帶發(fā)育高度的計算返回模塊三返回模塊三 冒落帶、裂隙帶波及地表水體造成突水示意圖冒落帶、裂隙帶波及地表水體造成突水示意圖二、防水煤二、防水煤(巖巖)柱的留設措施柱的留設措施u使用條件：隔水層厚度滿足不了使用條件：隔水層厚度滿足不了 的要求時的要求時( (一一) )基巖裸露區(qū)防水煤基巖裸露區(qū)防水煤(巖巖)柱的留設柱的留設( (二二) )煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時，防水煤煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時，防水煤(巖巖)柱的留設柱的留設( (三三) )在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，防水煤在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，防水煤(巖巖)柱的留設柱的留設( (四四) )上、下兩層煤之間防水煤上

4、、下兩層煤之間防水煤(巖巖)柱的留設柱的留設保裂安hhh風保裂安hhhh（一）基巖裸露區(qū)防水煤（一）基巖裸露區(qū)防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設基巖風化裂隙較發(fā)育時，防水煤基巖風化裂隙較發(fā)育時，防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設防水煤防水煤( (巖巖) )柱的總厚度應滿足下式要求：柱的總厚度應滿足下式要求： 基巖風化裂隙不發(fā)育時，防水煤基巖風化裂隙不發(fā)育時，防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設根據(jù)上式計算的防水煤根據(jù)上式計算的防水煤( (巖巖) )柱高度，不得小于柱高度，不得小于20m20m。返回返回煤系地層無松散層覆蓋時防水煤柱的留設煤系地層無松散層覆蓋時防水煤柱的留設 煤層露頭部

5、位被松散含水砂層、砂礫層覆蓋時煤層露頭部位被松散含水砂層、砂礫層覆蓋時（二）煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋（二）煤層露頭或淺部被松散含水層覆蓋時，防水煤時，防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設返回返回在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時防水煤在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設（三）在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，（三）在水淹區(qū)、采空積水區(qū)下掘進時，防水煤防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設返回返回（四）上、下兩層煤之間防水煤（四）上、下兩層煤之間防水煤( (巖巖) )柱的留設柱的留設返回返回 多煤層邊界防水煤柱之一多煤層邊界防水煤柱之一 多煤層邊界防水煤柱之二多煤層邊

6、界防水煤柱之二三、頂板水的超前疏干三、頂板水的超前疏干( (一一) )疏干類型疏干類型( (二二) )常見的疏干方式常見的疏干方式（一）疏干類型（一）疏干類型地表井群疏干地表井群疏干 據(jù)部分礦區(qū)實踐經(jīng)驗，滲透系數(shù)大于據(jù)部分礦區(qū)實踐經(jīng)驗，滲透系數(shù)大于3m/d3m/d的潛水含水層和大于的潛水含水層和大于0.30.30.5m/d0.5m/d的承壓含水層均可取得良好的疏干效果。的承壓含水層均可取得良好的疏干效果。巷道疏干巷道疏干 適用于某一固定部位（如露天礦的非工作幫）的疏干或斷面截流適用于某一固定部位（如露天礦的非工作幫）的疏干或斷面截流 。采準巷道疏干采準巷道疏干 廣泛應用于采區(qū)頂板含水層及頂板流

7、砂層的疏干。廣泛應用于采區(qū)頂板含水層及頂板流砂層的疏干。 多井聯(lián)合疏干多井聯(lián)合疏干 頂板含水層分布范圍較廣，補給水量較大頂板含水層分布范圍較廣，補給水量較大 。返回返回（二）常見的疏干方式（二）常見的疏干方式1 1、地表、地表疏干疏干2 2、巷道、巷道疏干疏干3 3、井下鉆孔、井下鉆孔疏水疏水4 4、井上下聯(lián)合疏水、井上下聯(lián)合疏水返回返回1 1、地表疏干、地表疏干下下 頁頁地表疏降模式圖地表疏降模式圖地表疏降鉆孔地表疏降鉆孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式地表疏降鉆孔地表疏降鉆孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式2 2、巷道疏干、巷道疏干1 1 1)1)石門疏水石門疏水下下 頁頁

8、石門多含水層疏水石門多含水層疏水 利用煤層采準巷道疏放頂板水利用煤層采準巷道疏放頂板水2 2、巷道疏水、巷道疏水2 22)2)采準采準”巷道疏水巷道疏水3 3、井下鉆孔疏水、井下鉆孔疏水直通式井下疏水孔直通式井下疏水孔下下 頁頁直通式疏水鉆孔直通式疏水鉆孔頂板上行式疏水孔頂板上行式疏水孔下下 頁頁上行式井下疏水孔上行式井下疏水孔井下水平或近水平疏水孔井下水平或近水平疏水孔水平水平( (近水平近水平) )式井下疏水孔式井下疏水孔采動放水采動放水通過探查，證實煤層直接充水含水層與強含水層或其它水體通過探查，證實煤層直接充水含水層與強含水層或其它水體未發(fā)生水力聯(lián)系，且采區(qū)有足夠排水能力時，可在采區(qū)最

9、低部位未發(fā)生水力聯(lián)系，且采區(qū)有足夠排水能力時，可在采區(qū)最低部位首先回采，實行采動放水疏干，保證后期回采安全。首先回采，實行采動放水疏干，保證后期回采安全。4 4、吸水鉆孔疏水、吸水鉆孔疏水 吸水鉆孔示意圖吸水鉆孔示意圖5 5、井上下聯(lián)合疏水、井上下聯(lián)合疏水 1)1)地表井下聯(lián)合疏干地表井下聯(lián)合疏干 在同一礦井(區(qū)內(nèi))，同時采用地表疏水和井下疏水兩種方式。地表井下聯(lián)合疏水一般是在礦井水文地質(zhì)條件復雜，單一疏干方式效果不好或不夠經(jīng)濟合理時采用。 2)2)供疏結合的聯(lián)合疏水供疏結合的聯(lián)合疏水 在地面供水緊張，而井下水害又嚴重的大水礦區(qū)，為了解決礦區(qū)供水與礦井排水之間的矛盾，可利用礦區(qū)疏水系統(tǒng)直接用作

10、礦區(qū)供水水源地，實現(xiàn)供疏結合。返回模塊三返回模塊三四、四、 注漿截流注漿截流 露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻下下 頁頁露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻露天礦坑剝離含水層建造截流帷幕墻煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿煤層直接頂板含水層帷幕截流注漿返回模塊三返回模塊三注漿封堵頂板水注漿封堵頂板水 注漿封堵頂板水注漿封堵頂板水五、五、 改變采煤方法改變采煤方法充填式開采法充填式開采法 1) 當頂板含水層距煤層頂板普遍接近時 2) 當煤層露頭部位及淺部被地表水體或新生界強含水所覆蓋時 3)在逆掩斷層含水推覆體下

11、或積水老窯下采煤時膏體充填綠色開采技術膏體充填綠色開采技術 “三下一上（三下地表水下、建筑物下和鐵路下，一上承壓水上）”地區(qū)一種具有發(fā)展前景的開采技術， 間歇開采法及分區(qū)隔離開采法間歇開采法及分區(qū)隔離開采法 1）厚煤層還可采用分層間歇開采法 2）急傾斜煤層，則可采用長走向小階段間歇開采分區(qū)隔離開采法間歇開采分區(qū)隔離開采法: : 先遠后近、先深后淺、先簡單后復雜、先探后采的試探性開采方法條帶式開采法條帶式開采法 返回模塊三返回模塊三六、工程實例六、工程實例實例實例1 1 某煤礦頂板水的防治措施某煤礦頂板水的防治措施實例實例2 2 某煤礦帷幕注漿防治頂板水某煤礦帷幕注漿防治頂板水實例實例3 3 某

12、礦頂板水分析及防治對策某礦頂板水分析及防治對策實例實例4 4 某煤田頂板水特征與防治方法某煤田頂板水特征與防治方法實例實例5 5 頂板突水規(guī)律分析及防治對策頂板突水規(guī)律分析及防治對策實例實例6 6 水淹冒頂區(qū)化學注漿加固技術水淹冒頂區(qū)化學注漿加固技術實例實例7 7 某礦某礦513513區(qū)運輸石門探放水設計方案區(qū)運輸石門探放水設計方案典型工作任務礦井頂板水對開采的影響分析及防治方案礦井頂板水對開采的影響分析及防治方案1.1.工作任務工作任務(1)(1)背景資料分析背景資料分析分析礦井充水因素。分析礦井充水因素。計算計算2 2號煤層開采后導水裂隙帶高度，預測號煤層開采后導水裂隙帶高度，預測2 2號

13、煤層上部含水層對煤層開采的影號煤層上部含水層對煤層開采的影響。響。提出開采提出開采2 2號煤層時對頂板水的初步防治方案。號煤層時對頂板水的初步防治方案。(2)(2)收集礦區(qū)頂板水防治案例（每人收集礦區(qū)頂板水防治案例（每人1 12 2例），并分析、討論、提出問題、進行例），并分析、討論、提出問題、進行總結總結2.2.工作方法：分組討論，獨立完成工作方法：分組討論，獨立完成3.3.背景資料背景資料某煤礦為擬建礦井。礦井設計開采二疊系山西組某煤礦為擬建礦井。礦井設計開采二疊系山西組2 2號煤層，設計產(chǎn)量號煤層，設計產(chǎn)量600600萬萬t/at/a，設計采用放頂煤開采設計采用放頂煤開采2 2號煤層，一

14、次采全高。號煤層，一次采全高。2 2號煤層位于山西組中下部，厚度號煤層位于山西組中下部，厚度3.093.098.50m8.50m，平均厚度，平均厚度6.20m6.20m；煤層埋藏深度；煤層埋藏深度250250350m350m；煤層底板標高由東向西；煤層底板標高由東向西11001100350m350m。煤層頂板大部分為泥巖、粉砂。煤層頂板大部分為泥巖、粉砂巖，其直接頂為中巖，其直接頂為中- -細粒砂巖；底板大部為粉砂巖和泥巖，局部為細粒砂巖和石細粒砂巖；底板大部為粉砂巖和泥巖，局部為細粒砂巖和石英砂巖。英砂巖。2 2號煤層上部有下石盒子組（號煤層上部有下石盒子組（K9K9、K8K8）砂巖裂隙含水層（