富盛煤礦中長期(5年)防治水規(guī)劃

1、.：.；目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc420212110 前 言 - 37 -二、滑坡體Qdel1、位置、形狀、規(guī)?；麦w位于礦區(qū)南面，在主井與副井的北面位置，縱長300m，橫寬約50-70m，呈北西南西南東向的長橢圓體，面積約0.021Km2,4勘探線所控制滑坡體深度約35 m，對上部含煤地層中的M7、M9、M11、M2、物質(zhì)組成滑坡體為第四系殘坡積物組成，成份多為粉砂質(zhì)粘土夾灰綠色、灰色粉砂巖碎塊，下部由泥質(zhì)粉砂巖及煤包組成。3、滑坡體特征滑坡體經(jīng)長期侵蝕，表征多已消逝，但與滑坡所在地相比，滑坡體物質(zhì)成分截然不同，具有明顯異地物質(zhì)成分，皆為自上而下

2、順滑所致，在前緣溝谷中切割較深部位可見滑動痕跡面及滑動角礫，滑坡體內(nèi)產(chǎn)狀變化較大，煤層明顯位移錯開、急扭，顯示出滑坡挪動或擠壓影響的特征。4、滑坡體成因分析滑坡體前緣沖溝雨季洪水側(cè)方浸蝕，溝壁垮塌，土體飽水，容重增大失穩(wěn)，沿土石分界面向溝谷方向滑移構(gòu)成?；麦w前緣剪出口堆積物已被溝水沖失完。滑坡現(xiàn)處于穩(wěn)定形狀，與主、副斜井及風(fēng)井口有溝谷相隔，且井口位置較高，對井口危害性較小。第三節(jié) 主要含隔水層一、礦區(qū)含隔水層礦區(qū)出露的含水層主要為裂隙含水層、孔隙含水層，據(jù)地層時代重新至老分述如下：1、第四系Q孔隙含水層主要為第四系松散風(fēng)化殘積、沖積物構(gòu)成，厚度017.03m，主要受大氣降水的補(bǔ)給，雨季有泉水

3、出露，流量為0.02l/s，季節(jié)性變化2、三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組T1y灰?guī)r、砂、泥巖巖溶含水層出露于礦區(qū)西部外圍F1斷層上盤，巖性主要為灰色薄層狀灰?guī)r，厚度50m，巖溶發(fā)育，富含巖溶裂隙水，處于礦區(qū)外飛仙關(guān)組三段之上的蓋層，部分對礦區(qū)開采有一定的影響。3、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第二、三段(T1f2+3)砂、泥巖裂隙含水層巖性主要為紫紅色、暗紫色薄層狀細(xì)砂巖、粉砂巖夾少量泥質(zhì)粉砂巖，普通厚211.58m左右。該段巖性鞏固，抗風(fēng)化才干強(qiáng)，節(jié)理、裂隙發(fā)育，含水層直接接受大氣降雨的補(bǔ)給。山頂?shù)匦纹骄?，植被較多。山坡上多為植被覆蓋，有利于大氣降雨的浸透補(bǔ)給。礦區(qū)內(nèi)無泉點出露，據(jù)巖性分析，浸透性較好，富水性弱。其

4、底部為飛仙關(guān)組一段泥巖隔水層，隔斷了飛仙關(guān)組二、三段與卡以頭組含水層之間的水力聯(lián)絡(luò)，對礦床充水影響較小4、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第一段T1f1巖性主要為紫色、紫紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖構(gòu)成，含鈣質(zhì)結(jié)核，該層泥質(zhì)含量高，層位穩(wěn)定，厚71.3497.54 m之間，普通厚84.44m，在礦區(qū)范圍內(nèi)零星出露，地表水文地質(zhì)測繪中，沒有發(fā)現(xiàn)有泉水出露，在溝谷低洼處有潮濕等滲水景象，在礦井坑道中沒有淋水景象，僅在部分地段沿裂隙面有微弱滲水景象。總體上為較良好的隔水層，該層隔斷了飛仙關(guān)組二、三段裂隙含水層同卡以頭組裂隙含水層之間的水力聯(lián)絡(luò)，對礦床充水影響較小。5、三疊系下統(tǒng)卡以頭組T1k砂巖裂隙含水層出露于礦區(qū)西南部

5、及東部礦界附近，巖性為灰綠色、黃綠色中厚層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，厚71.00109.95 m之間，普通厚93.03m。地表出露泉1，流量0.08L/s,受季節(jié)性變化明顯。巷道揭露該層時統(tǒng)計線裂隙率為0.15%1.54%，裂隙面常被方解石薄膜及泥質(zhì)充填，由于泥質(zhì)物的充填和上覆隔水層的存在，該含水層浸透性較弱，富水性較弱。據(jù)相鄰礦區(qū)補(bǔ)木煤礦ZK4503、ZK101號鉆孔抽水實驗資料知：靜止水位標(biāo)高的平均值1969.50m，浸透系數(shù)為0.00204m/d，鉆孔單位涌水量為0.00180l/s.m，富水性弱。6、二疊系上統(tǒng)長興組、龍?zhí)督MP2l+P2c出露于礦區(qū)的中部。巖性為淺灰色薄層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂

6、巖、泥巖及煤層構(gòu)成，厚255.91m。地表出露泉2，流量為0.07L/s，受季節(jié)性影響明顯。該含水層是礦床直接充水弱裂隙含水層，泥質(zhì)含量高，浸透性差，富水性弱。巷道揭露該層時統(tǒng)計面裂隙率為0.10%0.72%，據(jù)鄰區(qū)補(bǔ)木煤礦ZK4503、ZK103、ZK4501號鉆孔抽水實驗資料知：靜止水位標(biāo)高的平均值1956.10m，浸透系數(shù)為0.0011m/d，鉆孔單位涌水量為0.00176l/s.m。該含水層對礦床充水有直接影響7、二疊系上統(tǒng)峨眉山組P2玄武巖裂隙含水層出露于礦區(qū)的南部邊及礦區(qū)外圍的北西部，巖性為深綠色墨綠色致密塊狀玄武巖，氣孔狀、杏仁狀構(gòu)造。厚度大于100m，是礦床基底。巖性致密，含弱

7、裂隙水，二、斷裂構(gòu)造帶水文地質(zhì)特征及對礦床充水的影響區(qū)內(nèi)共查出斷層4條，各斷層的水文地質(zhì)特征分述如下：1、F2正斷層: 位于礦區(qū)中部，走向北北東或近南北向，傾向西，傾角50-60，斷層經(jīng)小河邊村電訊塔楊家溝村西，縱貫全區(qū)，區(qū)內(nèi)出露長度1400 m，往南延伸出礦界交于F3斷層，往北延伸出礦界與F3相交繼續(xù)延伸，斷層傾角較緩，斷距較小，普通在3040 m之間，斷層兩盤小斷層較發(fā)育，地層產(chǎn)狀有一定變化，斷層下盤上升出露P2c、P2l、T1k地層，上盤下降出露P2c、P2l、T1k地層，為一張性正斷層。深部PD2、F3逆斷層：位于礦區(qū)東部，走向近南北，傾向西，傾角60-80，區(qū)內(nèi)出露長度1550 m，

8、斷距80150m，斷層往北1勘探線位置被第四系掩蓋后繼續(xù)延伸出礦界后交于F2斷層。往南4勘探線附近被一滑坡體掩蓋后繼續(xù)出露延伸出礦界。區(qū)內(nèi)該斷層大致與F2斷層平行，斷層下盤出露P2l2、P2c、T1k地層，上盤出露地層P2l為上盤上升的逆斷層，呵斥P2l1下部地層缺失，P2l1與下盤P2l2、P2c、T1k接觸，兩盤地層產(chǎn)狀相反，東盤地層產(chǎn)狀變陡。破碎帶寬35m3、F5正斷層：位于礦區(qū)南部南西角，走向北東東南西西，傾向南南東，傾角70度，該斷層往東延伸交與F3斷層上盤，往南西被F2斷層切割，切割部位被滑坡體掩蓋，經(jīng)滴水北面延伸出礦界交F1斷層，斷層北盤上升盤出露地層P2l、P2c、T1k、T1

9、f1,南盤下降盤出露地層P2l、P2c、T1k、T1f1、T1f2、T4、F6逆斷層:位于小河邊村東面，夾持于F3、 F4斷層之間，走向北北東南西，傾向北西西向，傾角80度，往北延伸出礦界被第四系掩蓋，往南延伸交于F3斷層，區(qū)內(nèi)延伸長度200 m，地層斷距50m，斷層上盤出露P2l2地層，下盤出露P2l1、P2l2地層，破碎帶寬約3m，三、礦井煤層采空區(qū)及老窯積水礦區(qū)煤炭開采歷史悠久，以斜井開采為主，排水方式抽出式和自流排水。最上部的M7、M9、M11、M16煤層已部分采空，根據(jù)儲量估算圖，采空區(qū)面積為5.05萬m2,采空區(qū)內(nèi)無大面積的積水區(qū)。由于采空區(qū)邊境無本質(zhì)性資料，疑或邊境以外有數(shù)量不詳

10、的積水面積和積水量，故在礦井延伸開采過程中因煤層頂板冒落使采空區(qū)積水流入礦井的能夠，應(yīng)高度注重，以防突水事故。礦區(qū)煤炭開采歷史悠久，據(jù)訪以往老窯區(qū)主要分布在礦區(qū)北東部，龍?zhí)督M地層出露及第四系掩蓋區(qū)，由于年代長遠(yuǎn)，老窯詳細(xì)位置及采掘深度已無法調(diào)查清楚，據(jù)訪以往老窯多屬挖煤自用，井型為斜井，井深在50m以內(nèi)，挖煤為季節(jié)性，旱季開采，雨季停工，人工排水。根據(jù)調(diào)查的情況分析：斜井老窯硐巷有積水條件。井深能夠有50m者，存在有較多積水的老硐。所采煤層應(yīng)包括本礦區(qū)的一切煤層。故老窯積水對現(xiàn)礦井可構(gòu)成礦井突水來源，建議采煤時應(yīng)于先探后采，以防突水事故。四、礦井巷道內(nèi)出水點礦井調(diào)查點8個，為裂隙巷段、淋水巷段

11、及涌水點，據(jù)礦井調(diào)查，裂隙帶長0.86.0m，淋水段長3.88.0m，兩者聯(lián)絡(luò)親密，流量普通均小于0.14L/s，最大涌水點流量五、礦井涌水量預(yù)測根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件和對礦區(qū)開發(fā)的初步方案，礦權(quán)內(nèi)煤炭資源分布標(biāo)高在1580m以上，擬對1580礦區(qū)內(nèi)及礦井周邊沒有專門的水文地質(zhì)鉆孔，不具備地下水動力學(xué)法進(jìn)展礦井涌水量估算的條件。富盛煤礦已開采多年，積累了較豐富的水文地質(zhì)及礦井排水資料，利用富盛煤礦上部礦井排水量資料，采用水文地質(zhì)比較法對下部的礦井涌水量進(jìn)展估算。1、礦井涌水量估算范圍礦區(qū)內(nèi)大部份煤資源位于標(biāo)高1580 m以上，結(jié)合資源量統(tǒng)計方法，以煤層資源儲量估算平面圖為根據(jù)，在礦坑涌水量計算圖

12、上北以2勘探線為界、西、東、南以礦界為界，以上四個邊境為本次涌水量計算邊境。礦井涌水量計算范圍面積為2、計算方法、公式選擇及礦井涌水量計算根據(jù)現(xiàn)有資料，選擇水文地質(zhì)“比較法對現(xiàn)礦井進(jìn)展涌水量計算。該礦已開采多年，積累了豐富的礦井水文地質(zhì)資料，利用上部開采程度比較預(yù)測下部礦井涌水量，水文地質(zhì)條件一樣，開采方式一致，比較條件較好。礦區(qū)煤系地層為半裸露型，故礦井涌水量與開辟面積大致呈1.5次方根關(guān)系而與水位降深大致呈曲線關(guān)系，故本區(qū)采用比較法計算礦坑涌水量時，選用以下公式： 式中參數(shù)為：Q旱、Q雨預(yù)測礦井旱、雨季涌水量m3/d。Q0旱、Q0雨知富盛煤礦井巷系統(tǒng)涌水量，旱季排水量355.33 m雨季排

13、水量532.80 mF0富盛煤礦消費(fèi)礦井巷道控制面積118400m2見S0富盛煤礦主斜井掘進(jìn)時，含水層水位降深值。富盛煤礦主斜井及風(fēng)井初見水位標(biāo)高平均值1875.66 m與最低井巷平均即：S0=1875.66-1720.80=154.F富盛煤礦涌水量估算塊段，其面積為F=647200m2S富盛煤礦平均水位降深值。初見水位標(biāo)高平均值1875.66 m即：S=1875.66-1580=295.66m 將上列相應(yīng)參數(shù)帶入公式得礦井旱季涌水量為1265.12m3/d；將上列相應(yīng)參數(shù)帶入公式得礦井雨季涌水量為1896.98m3比較法礦井涌水量預(yù)算成果表 表5-計 算 參 數(shù)預(yù)測標(biāo)高1F0m2S0(m)礦

14、井涌水量(m3/d)F(m2)S(m)預(yù)算結(jié)果(m3/d)旱季雨季干季雨季118400154.86355.33532.80647200295.661265.121896.983、礦井涌水量計算結(jié)果評述本次涌水量預(yù)算采用比較法預(yù)算，參與預(yù)算的各種參數(shù)如水位降深、涌水量來源于本次調(diào)查的實測成果及礦井開采實踐排水資料，預(yù)算面積那么根據(jù)煤層底板等高線及資源儲量估算平面圖、煤層底板等高線圖用MAPGIS6.7成圖軟件進(jìn)展計算，數(shù)據(jù)較為可靠?，F(xiàn)對涌水量預(yù)算結(jié)果評述如下：從計算結(jié)果分析，采用比較法計算，雨季最大涌水點為旱季正常涌水量的1.5倍，其緣由主要是旱季各礦井涌水量以耗費(fèi)含水層的靜儲量為主，而雨季礦井

15、涌水除耗費(fèi)含水量的靜儲量外，雨水尚沿開采塌陷裂隙直接進(jìn)入礦坑。因此，雨季最大涌水量比旱季正常涌水量增大較多。綜上所述，采用比較法的計算結(jié)果較為合理，可供礦山設(shè)計參考。第五節(jié) 地下水動態(tài)特征 對地下水進(jìn)展動態(tài)監(jiān)測和動態(tài)特征的分析是礦井防治水任務(wù)的重要方面，它有助于我們掌握井田所在區(qū)段地下水運(yùn)移規(guī)律，分析各含水層之間能否存在水力聯(lián)絡(luò)，尤其是對分析含水層與礦井之間能否有充水關(guān)系有著重要的意義。本區(qū)地下水觀測網(wǎng)絡(luò)尚未建立，第三章 礦井充水條件第一節(jié) 礦井水害情況的統(tǒng)計分析一、礦井充水水源及其特征普通情況下，礦井的充水水源主要包括大氣降水、地表水、地下水和老空積水。從嚴(yán)厲意義上講，大氣降水是一切礦井充水

16、的最終水源，由于無論是地表水或地下水都直接或間接地于大氣降水的補(bǔ)給。但這里所指的是大氣降水本身成為礦坑充水的直接或獨(dú)一的充水水源。以大氣降水作為主要充水水源的礦坑涌水量及其涌水特點與當(dāng)?shù)氐哪杲邓兓^程和降水強(qiáng)度具有明顯的相關(guān)關(guān)系，其主要涌水特點是礦坑涌水的動態(tài)與當(dāng)?shù)亟邓畡討B(tài)相一致，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化和多年周期性變化，這主要是由于我國大部分地域受季風(fēng)氣候的影響，大氣降水的年分布具有季節(jié)性，多年變化具有周期的特點所決議的。地下水：由于大多數(shù)采礦活動都發(fā)生在地外表以下，所以，地下水往往是呵斥礦山充水的最主要水源。地下水作為礦坑充水水源時，可依其與煤層的相互位置關(guān)系及其充水特點分為間接式充水水源

17、、直接式充水水源和本身充水水源三種最根本方式：所謂間接充水水源是指充水含水層主要分布于煤層的間接頂板或底板，但和煤層并未直接接觸的充水水源，常見的間接充水水源含水層有間接頂板含水層、間接底板含水層、間接側(cè)邦含水層或它們之間的某種組合。應(yīng)該指出間接充水水源的水只需經(jīng)過某種導(dǎo)水構(gòu)造穿過隔水圍巖進(jìn)入礦井后才干使其作為充水水源的現(xiàn)實得以實現(xiàn)。所謂直接充水水源是指含水層與煤層直接接觸或礦山消費(fèi)與建立直接揭露含水層而導(dǎo)致含水層水進(jìn)入礦井的充水含水層。常見的直接充水水源含水層有煤層直接頂板含水層、直接底板含水層。直接含水層中的地下水并不需求專門的導(dǎo)水構(gòu)造導(dǎo)通，只需采礦工程進(jìn)展，其必然會經(jīng)過開挖或采空面直接進(jìn)

18、入礦坑。所謂本身充水水源主要是指煤層本身就是含水層。一旦對煤層進(jìn)展開發(fā)，賦存于其中的地下水或經(jīng)過某種方式補(bǔ)給煤層的水就會涌入礦坑構(gòu)成充水，該類型礦坑在我國并不多見，但在國外許多礦井中經(jīng)常遇到。以地下水作為主要充水水源的礦坑充水有如下規(guī)律和根本特點：礦井充水的強(qiáng)度與充水含水層的空隙性及其富水程度有親密關(guān)系，不同的巖性決議著不同巖體中的空隙發(fā)育特征，按空隙性質(zhì)可把地下水水源分為孔隙水，裂隙水和巖溶水三種根本方式。普通地說，受裂隙水充水的礦床，其充水強(qiáng)度小于受孔隙水和巖溶水充水礦床，而受卵礫石層潛水和強(qiáng)巖溶含水層水充水的礦床，多成為大水礦床。巖溶水突水時，普通水量大、來勢猛、不易疏干，會給礦井帶來宏

19、大災(zāi)禍。而砂巖裂隙水充水時，主要以淋水、滲水為主、突水的瞬間沖擊力不大，不會給礦井帶來災(zāi)難。礦井充水特點與充水量變化規(guī)律與充水含水層中地下水的性質(zhì)及其水量有關(guān)：流入礦井的水往往包含兩個性質(zhì)完全不同的組成部分：一部分在礦床水文地質(zhì)學(xué)中稱為靜貯量，指充水含水層中儲存的水的體積，這部分水量大小及其對礦井充水的才干主要取決于含水層厚度，分布規(guī)模、空隙性質(zhì)以及儲存水的給出才干。另一部分在礦床水文地質(zhì)中稱為動儲量，指含水層中獲得的補(bǔ)給水量，該部分水量是以一定的補(bǔ)給和排泄為前提，以地下徑流的方式在充水含水層中不斷地進(jìn)展著水交替。假設(shè)充水含水層中的水以靜貯量為主，那么礦坑涌水的特點是：初期礦坑涌水量較大，隨著

20、排水時間的延續(xù)，礦井涌水會逐漸減少。該類礦床易于疏干；假設(shè)礦坑充水含水層以動貯量為主，那么礦坑涌水量相對比較穩(wěn)定，礦坑涌水量的動態(tài)特點往往會受充水含水層補(bǔ)給量的動態(tài)變化的影響。該類型充水水源水不易疏干。老窯積水主要是指礦床體開采終了后，封存于采礦空間的地下水，近年來由于小煤窯開采和封鎖礦井的迅速添加，許多正在消費(fèi)的礦井周邊及臨近往往分布有很多廢棄和封鎖的小煤窯或礦井，而這些礦井由于排水停頓而成為地下的積水空間，并積存了大量的地下水，這些水體經(jīng)過某種途徑一旦進(jìn)入消費(fèi)礦井，便構(gòu)成了老窯積水充水水源，特別是一些非法開采的小煤窯由于缺乏合理的設(shè)計和準(zhǔn)確的丈量資料，其井下巷道的分布特征往往不清楚，很容易

21、和消費(fèi)礦井構(gòu)通構(gòu)成水害。傳統(tǒng)意義上的老窯積水普通為封存的“死水，屬靜貯量，但具有一定的靜水壓力，所以其充水特點是突發(fā)性強(qiáng)，來勢猛，繼續(xù)時間短，有害氣體含量高，對人身和設(shè)備的損傷較大。但對于近年來頻繁發(fā)生的小煤窯和相鄰廢棄礦井突水，除了具有上述特征外，由于廢棄礦井或小煤窯往往與地表水或某種地下含水層水勾通并接受補(bǔ)給，所以一旦發(fā)生突水，也可繼續(xù)較長時間，并且很難疏干。根據(jù)礦井充水水源的根本類型和告成礦根本水文地質(zhì)條件分析，可以得到如下認(rèn)識：富盛煤礦的主要充水含水層為頂板相對較厚且分布穩(wěn)定的碎屑巖及砂巖孔隙裂隙間接頂板(有些區(qū)域可視為直接充水含水層)充水含水層、M9煤層底板薄層裂隙直接含水層充水含水

22、層。大氣降水作為各個充水含水層的最終補(bǔ)給水源，但其對不同含水層的補(bǔ)給速度和補(bǔ)給量不同，根據(jù)對多種信息的綜合分析可以發(fā)現(xiàn)大氣降水對各個含水層的補(bǔ)給速度快慢和補(bǔ)給強(qiáng)度特點是頂板碎屑巖砂巖得到補(bǔ)給的速度最快和補(bǔ)給強(qiáng)度最大。大氣降水對各個含水層的補(bǔ)給由于受含水層浸透性能的影響，補(bǔ)給方式以緩慢滲入式為主，補(bǔ)給的水量要經(jīng)過較長時間的滲流才干進(jìn)入礦井。所以短時間的集中降水不會呵斥礦井涌水量的明顯添加。同樣，大氣降水也構(gòu)不成礦井的直接充水水源。各充水含水層的動態(tài)補(bǔ)給水量不夠充分，礦井充水在短時間內(nèi)主要以靜儲量疏干為主，所以一旦發(fā)生突水，突水量往往會在短時間內(nèi)很快減少，單點突水量的大小主要取決于突水裂隙的空間延

23、展度和與其它裂隙的網(wǎng)絡(luò)連通條件。根據(jù)目前資料分析，M9煤直接頂板逆推斷層碎屑巖具有聚集其上覆砂巖下滲水并導(dǎo)入礦井的作用。各含水層的富水性由于受循環(huán)條件和補(bǔ)給條件的限制，隨著埋深的添加，補(bǔ)給條件變差，富水性變?nèi)?。但這種減弱速度在頂板隨屑巖砂巖和底板灰?guī)r中表現(xiàn)的更為明顯。二、礦井充水途徑及其特征礦坑充水途徑是指銜接充水水源與礦井之間的流水通道，它是礦井充水要素中最關(guān)鍵，也是最難以準(zhǔn)確認(rèn)識的要素，大多數(shù)礦井突水災(zāi)禍正是由于對礦井充水途徑導(dǎo)水通道認(rèn)識不清所致。礦坑充水的導(dǎo)水通道按其成因不同可分為：構(gòu)造類導(dǎo)水通道：如斷層、裂隙等；采礦擾動類導(dǎo)水通道：如頂板冒落、底板破裂、煤柱擊穿等；人類工程類導(dǎo)水通道：

24、如封鎖不良鉆孔、小煤窯等；其它：如陷落柱、巖溶塌洞等。按導(dǎo)水通道的形狀可分為：點狀導(dǎo)水通道：如陷落柱、封鎖不良鉆孔、巖溶塌洞等。線狀導(dǎo)水通道：如斷層帶或斷裂破碎帶等。面狀導(dǎo)水通道：如發(fā)育于頂、底板巖層的各類裂隙等。不同成因、不同類型的導(dǎo)水通道所誘發(fā)的礦井充水方式各不一樣。常見的導(dǎo)水通道及其相應(yīng)的充水特征有：構(gòu)造斷裂：由構(gòu)造斷裂構(gòu)成的斷層破碎帶，往往具有較好的透水性，會構(gòu)成礦坑充水的良好通道。對于一些宏大的斷裂，由于斷層兩盤的牽引裂隙廣泛發(fā)育，該類斷層斷層帶除了具有導(dǎo)水性質(zhì)外，其斷裂帶本身就是一個含水體，因此還具有充水水源的性質(zhì)。由于斷層面或斷層牽引的裂隙帶導(dǎo)水而引發(fā)的礦井突水災(zāi)禍在礦井突水事故

25、中占有絕對主導(dǎo)的位置。但并不是一切斷層都可構(gòu)成導(dǎo)水通道，構(gòu)造斷裂的水文地質(zhì)性質(zhì)與其斷裂的力學(xué)性質(zhì)及其兩盤巖性有著親密的關(guān)系，普通以為張性斷裂的透水性較強(qiáng)，壓性斷裂的透水性較弱，扭性斷裂的透水性那么介于與二者之間。實踐上，斷層的導(dǎo)、貯性要遠(yuǎn)比上述規(guī)律復(fù)雜的多，它不僅要受斷層力學(xué)性質(zhì)和巖性的影響，而且會遭到斷層面所受的應(yīng)力形狀、斷層活動次數(shù)和序次、斷層帶膠結(jié)物性質(zhì)與膠結(jié)程度等多種要素的影響。根據(jù)大量資料和斷層導(dǎo)突水事例統(tǒng)計分析以為，斷層的導(dǎo)水性遭到兩盤巖性的直接影響。普通來說，斷層帶的透水性與其兩盤巖石的透水性具有一致性。當(dāng)斷層兩盤為脆性可溶巖石時如石灰?guī)r、白云巖，斷裂及其影響帶裂隙、巖溶發(fā)育，具

26、有良好的透水性；當(dāng)斷裂兩盤為脆性但不可溶巖石時如石英巖、石炭砂巖，斷層兩側(cè)往往發(fā)育有張開性較好的牽引裂隙，具有較好的透水性；當(dāng)斷層兩盤為柔性巖石如泥巖、頁巖時，斷層破碎帶多被低浸透性的泥質(zhì)成份充填，孔隙、裂隙率低，斷層面閉合，普通不導(dǎo)水或?qū)詷O弱。在分析斷層的導(dǎo)水性時，應(yīng)特別留意不要輕意將某條斷層簡單地劃為導(dǎo)水?dāng)鄬?、隔水?dāng)鄬踊蛸A水?dāng)鄬樱鴳?yīng)充分留意斷層的水文地質(zhì)性質(zhì)具有方向性和部分性。即一條斷層可以在某一方導(dǎo)游水，而在另一方向上隔水，或同一斷層的某一部位導(dǎo)水，而在另一部位隔水。有些斷層在初次揭露時隔水，但隨采礦擾動能夠發(fā)生滯后導(dǎo)水。所以，在研討和探測斷層的水文地質(zhì)性質(zhì)時，一定要將其視為一個在

27、不同部分具有不同巖性對接關(guān)系，不同部位具有不同應(yīng)力形狀，不同部位具有不同水理性質(zhì)的復(fù)雜面狀地質(zhì)構(gòu)造體，進(jìn)展整體分析和分區(qū)評價，而不應(yīng)以一點之見資料就對整條斷層做出評價。頂板冒落：采煤任務(wù)面回采后頂板冒落所構(gòu)成的垮塌，裂隙屬典型的采礦擾動類導(dǎo)水通道。礦床開發(fā)開采以后，由于在地下構(gòu)成采空空間，假設(shè)沒有專門頂板管理技術(shù)，那么必然呵斥采空區(qū)上方巖層的變形、挪動、破壞，甚至構(gòu)成開裂、離層或碎塊狀垮塌。采空區(qū)頂板巖層的破壞變形形狀與規(guī)律會遭到采空空間幾何構(gòu)造，頂板巖性及其組合，礦床產(chǎn)狀及采礦方法，巖石應(yīng)力環(huán)境及其受力形狀等多種要素的控制，不同條件的組合會產(chǎn)生完全不同的頂板巖石變形破壞特征，但就普通規(guī)律而言

28、，采空區(qū)上方可劃分出三個不同性質(zhì)的破壞和變形影響帶。1冒落帶：指采煤任務(wù)面放頂后引起的直接頂板垮落破壞范圍，根據(jù)冒落塊的破壞程度和堆積情況，可分為規(guī)那么冒落帶和不規(guī)那么雜亂冒落帶，假設(shè)冒落帶高度到達(dá)上覆含水層，那么往往引起頂板水的突發(fā)性突入，當(dāng)上覆含水層為第四紀(jì)松散堆積含水層時，不但會構(gòu)成突水，還會引起潰砂和地面塌陷等災(zāi)禍。2導(dǎo)水裂隙帶：指冒落帶以上大量出現(xiàn)的切層、離層和裂隙發(fā)育帶。該帶普通由下而上，其裂隙和離層程度由強(qiáng)變?nèi)?。但?dāng)頂板巖性及其組合變化比較復(fù)雜時，也會出現(xiàn)不均勻發(fā)育的特點，總之，該層不一定具備透砂才干，但普通具有較強(qiáng)的導(dǎo)水才干。整體挪動帶：指點水裂隙帶以上至地表的整個范圍內(nèi)，巖體

29、發(fā)生的整體變形和沉降挪動區(qū)。該帶主要特點是巖層的整體變形和挪動，而其裂隙化程度較弱，所以普通不具備導(dǎo)水才干。從礦床水文地質(zhì)角度來看，可以把任務(wù)面頂板簡單地劃為兩帶，即垮落裂隙帶冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶之和和整體挪動帶，對礦井突水有意義的主要是垮落裂隙帶。當(dāng)頂板裂隙構(gòu)通任務(wù)面或巷道上覆含水層時，礦坑突水那么不可防止。 底板破壞：當(dāng)煤層底板隔水層之下賦存有高承壓水時，在煤層未開采前，水巖處于一定的力學(xué)平衡形狀之下，一旦礦體被開發(fā)在隔水層之上構(gòu)成臨空邊境并產(chǎn)生應(yīng)力釋放后，在礦壓和水壓的作用下，隔水底板巖層必然遭到不同程度的破壞，構(gòu)成新的破裂面或使原有的閉合裂隙活化。一旦這種破裂面或裂隙構(gòu)通底板承壓含水層水

30、時，必然導(dǎo)致底板之下承壓含水層水涌入礦井。這種因巷道掘進(jìn)或礦床開發(fā)擾動其底板隔水層使其構(gòu)成的導(dǎo)水通道稱之為底板破壞式導(dǎo)水通道。我國是世界上煤礦水害最嚴(yán)重的國家之一，而采煤任務(wù)面或巷道底板隔水層之下巖溶承壓水突水事故占我國煤礦總突水事故的30%以上，這主要是由于我國大面積分布的華北石炭二疊系煤層底板之下普遍發(fā)育有山西組、太原組薄層灰?guī)r承壓含水層和深部的奧陶系巨厚層灰?guī)r富水含水層，含水層的富水性是發(fā)生底板突水的內(nèi)在要素，它決議著突水水量的大小及突水量的動態(tài)變化特征，水壓力的存在是驅(qū)動含水層水流入礦坑的動力，而底板破壞所構(gòu)成的破裂那么是地下水得以流動的通路和咽喉，只需當(dāng)三者同時存在并到達(dá)某種特殊組合

31、時，才干發(fā)生底板突水。封鎖不良鉆孔：封鎖不良鉆孔是典型的由于人類活動所留下的點狀垂導(dǎo)游水通道，該類導(dǎo)水通道的隱蔽性強(qiáng)，垂導(dǎo)游水暢通，不僅會使垂向上不同層位的含水層之間發(fā)生水力聯(lián)絡(luò)，而且當(dāng)井下采礦活動揭露或接近時，會產(chǎn)生突發(fā)性的突水事故。由于封鎖不良鉆孔在垂向上串通了多個含水層，所以一旦發(fā)生該類導(dǎo)水通道的突水事故，不僅突水初期水量大，而且還會有比較穩(wěn)定的補(bǔ)給量。所以在進(jìn)展礦井設(shè)計和消費(fèi)時，必需查清井巷揭露區(qū)或其附近地域各種鉆孔的技術(shù)參數(shù)及其封孔技術(shù)資料，以確保不會因封鎖不良鉆孔而引起突水事故。陷落柱與巖溶塌洞：由于我國廣泛分布的華北石炭二疊系煤層的基底發(fā)育有巨厚的奧陶系石灰?guī)r含水層普通厚度在60

32、0800m，巨厚層可溶碳酸巖的存在，使得其在漫長的地質(zhì)歷史過程中構(gòu)成了宏大的地下溶蝕空洞，這為陷落柱的發(fā)育構(gòu)成發(fā)明了有利條件。實踐揭露的資料證明，分布于太行山兩側(cè)的煤田均廣泛發(fā)育有巖溶陷落柱因、性質(zhì)和形狀，成為導(dǎo)致災(zāi)難性突水災(zāi)禍的最危險導(dǎo)水通道，這主要是由于：1突水水源的水量充沛：根據(jù)陷落柱的根本成因條件可知，只需有陷落柱存在，那么必然在其根部存在有厚層的可溶巖如石灰?guī)r，而厚層可溶巖又往往構(gòu)成富水含水層，該類含水層不僅有豐富的靜貯量，也往往具有較大的補(bǔ)給量。所以一旦發(fā)生陷落柱型突水，其突水水量往往較大。2突水水壓大、流速高：北方型煤田厚層灰?guī)r含水層主要是奧陶系灰?guī)r含水層，該含水層賦存于煤系地層

33、之下一定的深度，且在煤層和含水層之間存在有一定厚度的隔水層，奧陶系灰?guī)r含水層往往在平面上延展的范圍較大，其主要在地勢較高處的裸露露頭區(qū)接受大氣降水或地表水補(bǔ)給，在煤層之下的含水層水往往處于高承壓形狀，一旦發(fā)生突水，往往呈現(xiàn)出突水點水壓大，突水流速高的特點。3突水通道具有隱蔽性和難以探知性：陷落柱的構(gòu)成緣由決議了其具有點狀導(dǎo)水構(gòu)造的特點，雖然有些陷落柱的直徑可達(dá)數(shù)百米，但和整個地質(zhì)構(gòu)造體相比，其仍具有很強(qiáng)的部分性，特別是在陷落柱的周邊區(qū)域，地層層序仍堅持著正常形狀，這就構(gòu)成了經(jīng)過地層層序和構(gòu)造形狀分析預(yù)測陷落柱變的非常困難，甚至不能夠，陷落柱的隱蔽性和難以探知性，決議了陷落柱突水具有突發(fā)性和難以

34、防備性。根據(jù)對富盛礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)、含隔水層空間分布規(guī)律及其構(gòu)造特征的分析，可以得到告成礦井主要導(dǎo)水通道及其根本特征如下：呵斥富盛礦井9煤開采突水的主要導(dǎo)水通道有發(fā)育于頂?shù)装鍘r層中的天然構(gòu)造裂隙，一旦巷道掘進(jìn)或任務(wù)面回采過程中遇到該類導(dǎo)水裂隙就會呵斥礦井出水。任務(wù)面回采后產(chǎn)生的頂板巖層冒裂帶會直接導(dǎo)通頂板斷層碎屑巖和砂巖含水層水進(jìn)入礦井，所以一旦發(fā)生頂板冒裂，且冒裂帶內(nèi)有水存在，會發(fā)生礦井采空區(qū)涌水增大。這一點已被目前揭露的水文地質(zhì)條件所證明。底板采礦破壞導(dǎo)水裂隙導(dǎo)水。由于9煤底板相對隔水層較薄，普通厚度小于60m，底板所接受的水壓在3Mpa左右。在采礦擾動和底板水壓的共同作用下，很容易產(chǎn)生

35、任務(wù)面底板導(dǎo)水裂隙導(dǎo)通薄層灰?guī)r出水。封鎖不良的鉆孔：根據(jù)目前資料分析，富盛礦區(qū)不存在封鎖不良鉆孔。第二節(jié) 影響和控制礦井主要充水要素分析根據(jù)對礦井水文地質(zhì)條件和礦井水害特征的分析研討，可以得出影響和控制富盛礦井水害的主要要素有：大氣降水：大氣降水作為本區(qū)礦井各個充水含水層的最終補(bǔ)給水源，控制和維持著各含水層長期穩(wěn)定的充水水量。假設(shè)沒有大氣降水的補(bǔ)給，隨著礦井的消費(fèi)排水，含水層水會逐漸趨于疏干，礦井的涌水量會逐漸減少。但應(yīng)該明確的是大氣降水是一個不可控要素，很難經(jīng)過人為要素減少和控制。含水層的埋藏條件和構(gòu)造開啟性條件：由于主要充水含水層受大氣降水的直接或間接補(bǔ)給，而大氣降水的補(bǔ)給強(qiáng)度和補(bǔ)給速度主

36、要受含水層的埋藏條件、構(gòu)造裂隙發(fā)育條件和水循環(huán)開啟性條件控制。目前的資料曾經(jīng)顯現(xiàn)出隨著含水層埋藏深度的添加，其富水性具有減弱的趨勢。我們要充分研討和利用這一根本規(guī)律。 構(gòu)造發(fā)育情況特別是導(dǎo)水裂隙的發(fā)育與分布規(guī)律：裂隙儲水、裂隙導(dǎo)水和裂隙突水已成為礦井水害的明顯特征，裂隙的發(fā)育與否決議了礦井能否具有突水的條件，裂隙的導(dǎo)水性能及其空間聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的大小、網(wǎng)絡(luò)之間水力聯(lián)絡(luò)的親密程度決議了單個出水點水量的大小。研討和探查導(dǎo)水裂隙的發(fā)育規(guī)律、空間展布規(guī)律和控制要素對有效預(yù)測和防備礦井水害具有重要意義。 礦井采掘擾動：從礦井采掘?qū)游慌c含水層的空間構(gòu)造關(guān)系可知，9煤層與其頂板碎屑巖砂巖含水層之間并不存在穩(wěn)定明顯

37、的隔水層，礦井采掘活動一旦揭露11煤層，必然呵斥其頂板碎屑巖砂巖含水層水流入礦井，流入水量的大小直接受采掘擾動裂隙涉及含水層空間范圍的大小及其與天然導(dǎo)水裂隙的溝通情況。一旦由于采礦擾動或揭露導(dǎo)水裂隙也會使該含水層水直接涌入礦井。第四章 礦井水害特征及需求查明的主要水文地質(zhì)問題第一節(jié) 礦井已完成和根本查清的水文地質(zhì)問題富盛煤礦屬于技改礦井，曾經(jīng)進(jìn)展了大量的水文地質(zhì)勘探實驗任務(wù)，積累了大量的較為豐富的礦井水文地質(zhì)資料，應(yīng)該說以下方面的礦井水文地質(zhì)問題已根本查清：主要充水含水層的分布、構(gòu)造、厚度及其埋藏條件已根本查清。主要充水含水層之間的構(gòu)造關(guān)系以及與大氣降水和地表水體之間相互聯(lián)絡(luò)已根本清楚。礦井充

38、水的方式、途徑和突水產(chǎn)生的條件根本清楚。礦井水害類型及其水害特征根本清楚。初步建立了礦井水文地質(zhì)信息觀測系統(tǒng)。目前存在并需查明的礦井水文地質(zhì)問題目前尚需進(jìn)一步查明以下決議礦井水害條件和礦井水害防治方法的關(guān)鍵問題：1查明采區(qū)或任務(wù)面范圍內(nèi)含水層的富水性、重點富含水區(qū)段的分布規(guī)律及其主要控制要素。2查明采區(qū)或任務(wù)面范圍內(nèi)存在的小規(guī)模隱伏導(dǎo)水構(gòu)造，如斷層、裂隙發(fā)育帶及其分布與展布規(guī)律。3進(jìn)一步查明各含水層水力動態(tài)特征，特別是不同含水層之間發(fā)生水力聯(lián)絡(luò)的位置、緣由及其與礦井突水之間的相互關(guān)系。明確各含水層地下水流場及其隨礦井消費(fèi)排水的變化規(guī)律和趨勢。4根據(jù)任務(wù)面回采條件采厚、采寬、推進(jìn)速度、采煤方法等

39、和巖石力學(xué)性質(zhì)，計算分析回采過程和回采完成后對頂?shù)装搴?、隔水層的破壞特征和破壞程度?計算分析采掘過程中采區(qū)或任務(wù)面的涌水量，涌水特征及其平安疏降水量，為超前預(yù)防或治理任務(wù)面回采過程中發(fā)生不測突水的技術(shù)措施設(shè)計提供根據(jù)。第二節(jié) 礦井近期與中遠(yuǎn)期分別應(yīng)查明的水文地質(zhì)問題普通情況下，礦井水文地質(zhì)任務(wù)需求查清的重點義務(wù)有：1查明和控制礦區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)條件，確定礦區(qū)所處的水文地質(zhì)單元的位置，詳細(xì)查明礦區(qū)發(fā)育的主要含水層及其各個含水層地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，區(qū)域地下水對礦區(qū)充水含水層的補(bǔ)給關(guān)系，礦區(qū)地表水系及氣候要素與地下水的相互關(guān)系及其相互影響。2詳細(xì)查明礦區(qū)含隔水層的巖性、厚度、產(chǎn)狀，分布范圍

40、、邊境條件、埋藏條件，含水層的富水性，礦床與頂?shù)装搴畬又g隔水層的厚度及穩(wěn)定性。著重查明礦區(qū)主要充水含水層的富水性、浸透性、水位 、水質(zhì)、水溫、動態(tài)變化以及地下水徑流場的根本特征，特別是主采煤層頂?shù)装甯羲畬铀邮艿撵o水頭壓力，確定礦區(qū)水文地質(zhì)邊境位置及其水文地質(zhì)性質(zhì)。3詳細(xì)查明礦區(qū)或附近對礦坑充水有較大影響的構(gòu)造破碎帶的位置、規(guī)模、性質(zhì)、產(chǎn)狀、充填與膠結(jié)程度、風(fēng)化及溶蝕特征、富水性和導(dǎo)水性及其變化、溝通各含水層以及地表水之間相互補(bǔ)給關(guān)系的程度，分析構(gòu)造破碎帶及其能夠誘發(fā)的引起突水的地段，提出開采中對構(gòu)造水的防治方案原那么性建議。4詳細(xì)查明對煤層開采有影響的地表水的匯水面積、分布范圍、水位、流

41、量、流速及其季節(jié)性動態(tài)變化規(guī)律、歷史上出現(xiàn)的最高洪水位、洪峰流量及淹沒范圍。詳細(xì)查明地表水對井巷能夠的充水方式、地段和強(qiáng)度，并分析論證其對煤層開采的影響，提出開采過程中對地表水的防治方案原那么性建議。5對于煤層與含隔水層多層相間的礦床，應(yīng)詳細(xì)查明開采煤層頂、底板主要充水含水層的水文地質(zhì)特征和隔水層的巖性、厚度、穩(wěn)定性和隔水性，不同含水層之間的水力聯(lián)絡(luò)情況，斷裂與裂隙發(fā)育程度、位置、導(dǎo)水性以及溝通各含水層的情況，分析不同的采礦方式對隔水層的能夠呵斥的破壞情況。當(dāng)深部有強(qiáng)含水層或采區(qū)地表有水體時，應(yīng)查明主要充水的中間含水層從底部或地表獲得補(bǔ)給的途徑和部位。6對已有多年開采歷史的老礦區(qū)，應(yīng)重點調(diào)查廢

42、棄礦井、周邊地域小煤窯、曾經(jīng)采掘的老空區(qū)的分布位置、范圍、埋藏深度、積水和塌陷情況，與地表及其它富含水的含水層之間的水力聯(lián)絡(luò)情況，大致圈定采空區(qū)，估算積水量，提出開采中對老空水的防治措施建議。7在水文地質(zhì)條件勘探的根底上，應(yīng)根據(jù)礦井采掘條件和礦井采掘規(guī)劃，建立礦井涌水量預(yù)測預(yù)告模型，選擇適宜礦井水文地質(zhì)條件的涌水量預(yù)測和計算方法，對全礦井涌水量、分程度涌水量、分采區(qū)涌水量進(jìn)展計算預(yù)測。在條件答應(yīng)的條件下還應(yīng)對礦井能夠構(gòu)成的突水水量進(jìn)展分析評價，為礦井防排水系統(tǒng)和才干設(shè)計提供根底資料。8對于深部開采的礦井，應(yīng)詳細(xì)查明主要充水含水層的富水性及導(dǎo)水?dāng)嗔哑扑閹蛏畈康淖兓?guī)律。對礦井采掘過程中能夠出現(xiàn)

43、的高地應(yīng)力、高溫?zé)岷?、有毒氣體等進(jìn)展勘探和分析，初步查明地應(yīng)力、地?zé)釄龅某梢?、分布及其對礦床開采能夠帶來的的危害。第五章 礦井防治水技術(shù)道路及原那么第一節(jié) 礦井防治水任務(wù)的根本原那么根據(jù)和等相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，結(jié)合米村井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和防治水任務(wù)現(xiàn)狀，米村礦防治水任務(wù)應(yīng)該遵照以下原那么：1預(yù)防為主，有疑必探，探治結(jié)合，探采結(jié)合，先探后掘，先治后采；2以根底水文地質(zhì)任務(wù)為平臺，井上探查手段以物探為主，鉆探為輔；井下探測手段物探先行，鉆探驗證。井上下探測、監(jiān)測與水文地質(zhì)實驗嚴(yán)密結(jié)合；3以地下水信息監(jiān)測為根底，建立礦井水害水情實時監(jiān)測體系。4控制設(shè)防9煤頂板水，治理和受控疏放合理結(jié)合綜合防備頂

44、板水害。5探測和監(jiān)控相結(jié)合，合理避讓地質(zhì)構(gòu)造；6改造礦井防排水系統(tǒng)，提高礦井排水才干；7建立水害平安保證體系的整體規(guī)劃，設(shè)計整體目的，分解階段目的，分區(qū)、分階段實施規(guī)劃與設(shè)計；8防治水工程與礦井采掘工程相結(jié)合，防治水工程方案優(yōu)化與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合，選擇經(jīng)濟(jì)有效、對礦井消費(fèi)進(jìn)度影響較小的防治水工程技術(shù)；9防治水工程與水資源的合理利用相結(jié)合，在防治礦井水害、合理受控疏放地下水的同時留意對地下水資源和地表水體的維護(hù)。第二節(jié) 礦井防治水任務(wù)的技術(shù)道路根據(jù)本礦的水文地質(zhì)根本條件與礦井水害特點，本防治水規(guī)劃建議采用的防治水技術(shù)道路是疏堵結(jié)合以疏為主，技術(shù)途徑是準(zhǔn)確預(yù)測礦井涌水量，合理設(shè)計礦井排水才干和井下疏

45、排水系統(tǒng)，防治水工程實施的技術(shù)方法是井上下結(jié)合井下為主。1疏降為主、疏堵結(jié)合，減少采掘涌水量，降低掘進(jìn)頭和采煤任務(wù)面水壓力，改善掘進(jìn)作業(yè)環(huán)境，提高消費(fèi)效率和質(zhì)量；2探堵結(jié)合，探查煤層底板隱伏導(dǎo)水構(gòu)造，加固煤層底板薄弱區(qū)段。第六章 防治水技術(shù)與工程規(guī)劃第一節(jié) 主要水文地質(zhì)研討任務(wù)根底礦井水文地質(zhì)條件技術(shù)研討與技術(shù)分析是制定切合實踐的合理的礦井防治水工程措施及其相關(guān)任務(wù)的根底和前提，只需經(jīng)過深化系統(tǒng)的礦井水文地質(zhì)和礦井水害特征技術(shù)研討和技術(shù)分析，真正認(rèn)識和把握了礦井水害發(fā)生開展的規(guī)律和控制條件，才干確保制定出科學(xué)合理的礦井水文地質(zhì)平安保證工程與措施體系。針對告成礦的水文地質(zhì)條件和礦井水害特點，防治

46、水技術(shù)任務(wù)的主要內(nèi)容與要求是：1全面系統(tǒng)分析現(xiàn)有資料，在本規(guī)劃總體框架的指點下，編制礦井9煤平安回采單項防治水工程設(shè)計：基于井下采區(qū)及任務(wù)面水文地質(zhì)條件主要是基于對礦井建立和消費(fèi)過程中揭露的水文地質(zhì)景象和水害景象的分析，有針對性的專門礦井水文地質(zhì)勘探實驗和計算分析任務(wù)近乎空白，同時，由于該礦井屬多含水層充水型礦井，不同的含水層、不同的埋藏條件和不同的構(gòu)造位置含水層的富水性和充水條件差別較大，所以，僅以部分采區(qū)揭露的水文地質(zhì)資料難以到達(dá)對整個礦井水害條件特別是其變化規(guī)律的全面認(rèn)識。因此，應(yīng)在對現(xiàn)有礦井水文地質(zhì)資料分析的根底上，針對目前存在的主要水文地質(zhì)問題和水文地質(zhì)資料控制缺陷，編制9煤平安回采

47、的防治水措施工程與技術(shù)研討任務(wù)規(guī)劃及其相應(yīng)的實施方案設(shè)計。2分區(qū)域、分含水層定量計算分析評價不同采區(qū)任務(wù)面21煤回采地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，分別評價頂、底板水對9煤開采的要挾程度；根據(jù)目前資料初步分析，頂板水對11煤開采的影響程度隨著開采標(biāo)高的降低有減弱的趨勢，這一問題的深化分析研討會直接影響礦井防治水任務(wù)重點及其變化。3根據(jù)目前揭露的礦井水害特征和礦井水文地質(zhì)構(gòu)造，配合必要的井上下水情監(jiān)測信息，對頂板水應(yīng)采用采礦擾動條件下的水巖耦合模型進(jìn)展數(shù)值模擬計算、對底板水應(yīng)采用帶水壓開采技術(shù)方法進(jìn)展數(shù)值模擬計算，計算分析不同區(qū)域采區(qū)任務(wù)面正常涌水量和最大涌水量，為礦井排水才干特別是任務(wù)面暫時排水才干確實定

48、提供定量根據(jù)；4根據(jù)采掘工程安排和對水害平安條件的要求，仔細(xì)分析研討各充水含水層富水性規(guī)律與地質(zhì)構(gòu)造、構(gòu)造特征、埋藏條件之間的因果關(guān)系，提出礦井水害危險性程度預(yù)測分析圖，用以指點任務(wù)面回采或巷道掘進(jìn)過程中的水害超前探測任務(wù)。5根據(jù)目前資料分析，在淺部煤炭資源回采過程中，頂板水和底板奧灰?guī)r水是礦井防治水任務(wù)的重點目的，因此，對于礦井淺部的任務(wù)面應(yīng)進(jìn)展頂板擾動與破壞規(guī)律和任務(wù)面回采過程中涌水量及其分布規(guī)律的分析計算并提出相應(yīng)的防治水措施設(shè)計。隨著開采深度的添加，奧灰?guī)r水和底板奧灰水將逐漸轉(zhuǎn)化為礦井的主要水患含水層，因此，對于該區(qū)域煤炭資源的開采應(yīng)高度注重帶水壓平安開采實際的研討，應(yīng)經(jīng)過對9煤底板維

49、護(hù)層所接受的水壓，水量和巖層厚度、巖層的浸透性及其強(qiáng)度、巖性層序及其組構(gòu)關(guān)系的測定，顯水帶在采煤過程中的升降變化規(guī)律探測，維護(hù)層的分層和整體的阻水才干計算，采用五圖系列和雙系數(shù)及三級判別法，對礦井21煤深部開采進(jìn)展更為準(zhǔn)確的計算分析和帶壓開采分區(qū)，并針對不同分區(qū)，提出相應(yīng)的防治水對策。詳細(xì)研討內(nèi)容包括：1全面系統(tǒng)地分析研討告成礦區(qū)9煤底板現(xiàn)有的地質(zhì)、采礦、水文地質(zhì)及其它與該工程研討有關(guān)的技術(shù)資料。2研討9煤層底板含水層的富水性規(guī)律、水壓分布規(guī)律、及其地下水補(bǔ)給、徑流與排泄特征。3根據(jù)9煤賦存條件、埋藏條件、構(gòu)造特征及其底板巖性特征并參照我國類似條件礦井開采的觀測資料分析計算不同開采條件下采煤對

50、底板圍巖的破壞與擾動規(guī)律。4根據(jù)現(xiàn)有資料利用地質(zhì)統(tǒng)計方法并結(jié)合煤層底板維護(hù)層巖性的組構(gòu)關(guān)系、構(gòu)造特征、防突水效應(yīng)等分析研討煤層底板維護(hù)層的防突水才干。5根據(jù)含水層水壓導(dǎo)升規(guī)律、采礦對底板的破壞擾動規(guī)律、底板維護(hù)層的構(gòu)造性特點提出底板巖層的有效維護(hù)層厚度分布規(guī)律。6將采礦、含水層水文地質(zhì)特征及底板維護(hù)層的防突水條件結(jié)合起來綜合評價告成煤礦開采9煤層礦井水害平安性條件，并進(jìn)展平安性條件的分級分區(qū)研討，提出相應(yīng)的平安開采防治水措施。第二節(jié) 水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探根據(jù)前述各部分分析可知， 9煤開采過程中同時遭到多個含水層水的要挾，且在不同的開采標(biāo)高和區(qū)域，各個含水層水的要挾程度在發(fā)生著轉(zhuǎn)化。對于這種同時受多

51、個含水層水要挾的礦井必需求查明不同含水層的富水性和地下水補(bǔ)排關(guān)系，特別要查明不同含水層之間能否存在有水力聯(lián)絡(luò)？水力聯(lián)絡(luò)的方式和途徑是什么？一旦遭到采礦擾動后其水力聯(lián)絡(luò)條件能否會發(fā)生變化等？目前僅做過地面區(qū)域性水文地質(zhì)補(bǔ)勘和井下一程度以上9煤開采過程中的井下簡易水文地質(zhì)觀測和分析任務(wù)，針對9煤開采綜合防治水技術(shù)與方案，還沒有做過專門性的系統(tǒng)的水文地質(zhì)實驗、水文地質(zhì)計算和井下水文地質(zhì)勘探任務(wù)。為了確保礦井一程度的平安回采和礦井向深部程度延伸過程中的水文地質(zhì)平安，尚需求進(jìn)展必要的井上、下鉆探、物探、放水實驗、水化學(xué)實驗、相關(guān)測試分析等水文地質(zhì)勘探任務(wù)?？碧饺蝿?wù)的主要目的：1在現(xiàn)有礦井水文地質(zhì)觀測網(wǎng)的

52、根底上，進(jìn)一步完善礦井水文地質(zhì)條件觀測孔系統(tǒng)，經(jīng)過對不同含水層地下水位動態(tài)信息的長期監(jiān)測和分析，以到達(dá)了解不同含水層之間的水力聯(lián)絡(luò)情況，地下水位動態(tài)與礦井開采及其涌水量之間的相關(guān)性關(guān)系，用以分析預(yù)測礦井地下水的可疏降性和防治水技術(shù)道路。構(gòu)成礦井水文地質(zhì)動態(tài)長期觀測網(wǎng)。2探查和控制不同含水層的主要富水區(qū)、富水性與構(gòu)造發(fā)育以及其它地質(zhì)構(gòu)造體之間的關(guān)系、水量大小及其分布規(guī)律.3探查9煤層底板的隱伏導(dǎo)水構(gòu)造和裂隙破碎帶位置與分布。4定量評價礦井部分開采塊段實施頂板水超前疏水削峰平安采煤和底板灰?guī)r水實施疏水降壓或帶水壓平安采煤的可行性及其不同程度的疏水量、疏水工藝和疏降水工程設(shè)計參數(shù)。5為評價不同含水層

53、地下水流場特征，評價礦井正常涌水量和最大涌水量，特別是向深部延伸過程中的涌水量及其涌水特征，核定礦井排水才干，提出改擴(kuò)建礦井排水系統(tǒng)方案提供重要的根底資料。6探查和控制9煤層頂板推覆斷層碎屑巖破碎帶厚度分布規(guī)律、含水性條件、遇水后的穩(wěn)定性條件和控制該帶潰水潰沙的技術(shù)方法。第三節(jié) 主要監(jiān)測實驗任務(wù)任務(wù)面回采過程中底板水害實時監(jiān)測與預(yù)警為確保任務(wù)面平安開采，防止突水災(zāi)禍?zhǔn)鹿拾l(fā)生，在查清任務(wù)面地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的根底上，針對采面底板存在的能夠發(fā)生突水的危險區(qū)，經(jīng)過突水監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測采動過程中煤層底板隔水層中應(yīng)力、應(yīng)變、水壓、水溫等參數(shù)的變化規(guī)律，來確定9煤回采過程中煤層底板隔水層的破壞帶和隔水層

54、下伏的強(qiáng)含水層“導(dǎo)升高度的變化情況，即在煤層底板隔水層中安裝公用傳感器，經(jīng)過監(jiān)測傳感器的參數(shù)變化，監(jiān)測數(shù)據(jù)的計算和綜合分析，到達(dá)對能夠發(fā)生突水的危險區(qū)突水前兆提早進(jìn)展預(yù)告之目的 。主要監(jiān)測內(nèi)容有：1、監(jiān)測任務(wù)面突水危險區(qū)底板應(yīng)力、應(yīng)變、水壓、水溫在煤層采動過程中的變化規(guī)律。2、 監(jiān)測任務(wù)面突水危險區(qū)底板承壓含水層水導(dǎo)升高度及其變化規(guī)律。3、 經(jīng)過對采動過程中危險區(qū)底板突水參數(shù)的實時監(jiān)測，分析參數(shù)變化情況并對能夠發(fā)生的突水做出提早預(yù)告。4、 經(jīng)過監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合分析，對現(xiàn)行開采方式條件下二1煤層底板破壞規(guī)律進(jìn)展研討，獲得相應(yīng)的開采技術(shù)參數(shù)以指點其它任務(wù)面的防治水任務(wù)。 底板突水條件實時監(jiān)測的目的與

55、作用：在煤礦開采過程中煤層底板受采動影響產(chǎn)生破壞，底板隔水層應(yīng)力場、應(yīng)變場也會相應(yīng)發(fā)生變化，同時受采動壓力和承壓水的共同作用，使隔水層裂隙進(jìn)一步擴(kuò)張或產(chǎn)生新的裂隙，地下水便沿裂隙“導(dǎo)升，導(dǎo)致煤層底板裂隙水的水壓和水溫發(fā)生相應(yīng)變化。應(yīng)力是反映煤層底板發(fā)生破壞的重要目的，煤層底板應(yīng)力場中恣意一點的應(yīng)力值隨任務(wù)面的推進(jìn)不斷發(fā)生變化。根據(jù)底板破壞實驗闡明，底板應(yīng)力小于原始應(yīng)力時底板鉆孔出現(xiàn)耗水，應(yīng)力越小，鉆孔耗水量越大，鉆孔耗水量峰值正益處于底板應(yīng)力值谷底位置；從上述關(guān)系可看出，在任務(wù)面回采過程中底板破壞深度與導(dǎo)水性能，隨底板應(yīng)力的增大而減小，反之隨底板應(yīng)力的減小而增大。因此，經(jīng)過對不同深度的底板應(yīng)力

56、形狀的實踐監(jiān)測，以到達(dá)反映采動條件下煤層底板發(fā)生破壞的深度及強(qiáng)度。應(yīng)變是用來度量巖體變形程度的量，其值的大小反映了底板巖體破壞程度和變形強(qiáng)弱，隨著任務(wù)面的推進(jìn)頂板懸空頂板跨落，那么底板變形出現(xiàn)緊縮膨脹緊縮，當(dāng)?shù)装鍘r體裂隙或原生節(jié)理在應(yīng)力場的作用下沿其構(gòu)造面產(chǎn)生挪動時，經(jīng)過埋設(shè)在不同深度應(yīng)變傳感器的監(jiān)測值將反映煤層底板挪動或變形的程度。 在采動的影響下，原生裂隙會不會進(jìn)一步開裂、擴(kuò)張，特別是能否呵斥底板承壓水沿裂隙帶進(jìn)一步上升與煤層底板破壞帶相溝通是能否發(fā)生突水的必要條件，因此，經(jīng)過對煤層底板不同深度裂隙水的水壓監(jiān)測可以掌握底板承壓水能否向上導(dǎo)升以及導(dǎo)升部位，結(jié)合對底板破壞深度的分析，可以對監(jiān)測

57、部位突水的能夠性進(jìn)展評價和預(yù)告。當(dāng)深部循環(huán)地下水經(jīng)過裂隙通道進(jìn)入隔水層內(nèi)部時，過水通道附近巖體溫度及煤系裂隙水的水溫會出現(xiàn)異常。故可經(jīng)過對煤系裂隙水水溫的監(jiān)測，預(yù)告突水發(fā)生的能夠性。綜上所述，煤層底板監(jiān)測中的應(yīng)力、應(yīng)變形狀反映了底板隔水層在采動影響下所受破壞以及導(dǎo)水性能的變化情況，監(jiān)測水壓那么直接反映了底板承壓水向上導(dǎo)升情況和導(dǎo)升部位，監(jiān)測水溫那么反映能否有深部承壓水的補(bǔ)給。因此，可以經(jīng)過對這四項監(jiān)測工程的綜合分析，進(jìn)展任務(wù)面回采過程中突水危險性的超前預(yù)測預(yù)告。監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)造原理：煤層底板突水監(jiān)測系統(tǒng)為由巖水多參數(shù)測定儀和傳感器組成的監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由地面中心站、井下分站、信號傳輸電纜和用于底板

58、監(jiān)測的不同傳感器等硬件以及相應(yīng)運(yùn)用軟件組成(系統(tǒng)構(gòu)造如以下圖7-1所示)。圖7-1 突水監(jiān)測系統(tǒng)表示圖根據(jù)水文地質(zhì)條件分析可知，隨著采掘深度的添加9煤層底板含水層水將要挾礦井的平安消費(fèi)，為此應(yīng)進(jìn)展典型回采任務(wù)面底板水害的實時監(jiān)測和超前預(yù)警。每個任務(wù)面監(jiān)測點的詳細(xì)位置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件研討確定，根據(jù)監(jiān)測效果可適當(dāng)添加監(jiān)測任務(wù)面的數(shù)量。實施監(jiān)測工程必需有專業(yè)人員進(jìn)展專門的監(jiān)測設(shè)計。在必要的情況下，應(yīng)采用鉆孔窺視技術(shù)、頂板水害實時監(jiān)測技術(shù)及頂板鉆孔測試技術(shù)進(jìn)展任務(wù)面頂板導(dǎo)水裂隙帶的測試與計算分析任務(wù)，為頂板水?dāng)?shù)值模擬預(yù)測提供根底數(shù)據(jù)。第四節(jié) 主要水害治理工程礦井水害治理技術(shù)主要包括疏水降壓、截流封堵

59、和含隔水層注漿加固等，詳細(xì)采用何種技術(shù)方法，要根據(jù)詳細(xì)的水害條件選擇其中的一種或幾種方法的組合。一、疏水降壓工程所謂疏水降壓防治礦井水害技術(shù)就是對要挾礦井平安消費(fèi)的主要充水含水層水，經(jīng)過專門的工程和技術(shù)措施在人工受控的條件下進(jìn)展超前預(yù)疏干或疏降水壓，進(jìn)而減少或消除其在礦山建立和消費(fèi)過程中對礦井平安的要挾。疏水降壓作為礦井水害防治的技術(shù)途徑之一有其特定或合理的運(yùn)用條件，普通在以下礦井水文地質(zhì)條件下多采用疏水降壓的礦井防治水技術(shù)：1、 礦井主要充水含水層屬于本身充水含水層。由于礦井的主要工程活動位于含水層之中，或者說礦井的采掘活動將直接揭露充水含水層，含水層中的水無法躲避，早晚都要被釋放。為了減少

60、或消除采掘過程中大量的水短時間涌入礦井給礦井正常消費(fèi)與建立帶來影響或超越礦井設(shè)計的排水才干而呵斥淹井事故，需求在人工受控條件下預(yù)先對含水層水進(jìn)展疏放。2、 礦井主要充水含水層屬于直接充水含水層。當(dāng)含水層作為煤層的直接頂板或底板時，一旦巷道進(jìn)入煤層或任務(wù)面回采后，由于缺乏工程層位與含水層之間的隔水維護(hù)層，含水層中的水會直接進(jìn)入巷道或任務(wù)面給礦井消費(fèi)呵斥影響或災(zāi)禍。在這種水文地質(zhì)條件下，往往需求采用預(yù)疏水技術(shù)防治礦井水害。3、 礦井主要充水含水層以靜儲水量為主，動態(tài)補(bǔ)給量有限。以靜儲水量為主的礦井充水含水層發(fā)生礦井充水時，往往是瞬間沖擊水量大，后期水量迅速衰減甚至干枯，當(dāng)?shù)V井消費(fèi)誘發(fā)該類含水層突透