斷層水探放技術(shù)

山西工程職業(yè)學(xué)院主講教師：劉勇洪《煤礦安全技術(shù)》斷層水探放技術(shù)對(duì)接式

指由于斷層的錯(cuò)動(dòng)，使得煤層與含水層以斷層面為接觸面在橫向上直接對(duì)接。因斷層傾角和產(chǎn)狀的不同，煤層與斷層之間的対接關(guān)系又可分為上對(duì)接式和下對(duì)接式，下對(duì)接式指越過斷層面，煤層處于斷層上盤，含水層位于斷層的下盤，隨著斷層傾角的變小，含水層對(duì)煤層影響的范圍變隨之變小。上對(duì)接式指越過斷層面，含水層處于斷層上盤，煤層位于斷層的下盤，隨著斷層傾角的變小，含水層對(duì)煤層影響的范圍變大。兩種不同的對(duì)接方式所對(duì)應(yīng)的防治水技術(shù)思路及防水煤柱留設(shè)計(jì)算方法也會(huì)不同。

斷層水文地質(zhì)類型1斷層水探放技術(shù)錯(cuò)位式

指由于斷層的錯(cuò)動(dòng)，使得煤層與含水層在斷層兩側(cè)錯(cuò)開一定距離而非直接對(duì)接。因斷層傾角和產(chǎn)狀的不同，煤層與斷層之間的錯(cuò)位關(guān)系又可分為上錯(cuò)位和下錯(cuò)位，上錯(cuò)位指越過斷層面，含水層處于斷層上盤，煤層位于斷層的下盤，隨著斷層傾角的變小，含水層對(duì)煤層影響的范圍變大。下錯(cuò)位指越過斷層面，煤層處于斷層上盤，含水層位于斷層的下盤，隨著斷層傾角的變小，含水層對(duì)煤層影響的范圍變隨之變小。兩種不同的對(duì)接方式所對(duì)應(yīng)的防治水技術(shù)思路及防水煤柱留設(shè)計(jì)算方法也會(huì)不同。

斷層水文地質(zhì)類型1斷層水探放技術(shù)導(dǎo)水?dāng)鄬?/p>

是指斷層切割含水地層或斷層面直接延伸至地面，且斷層面的全部或部分具有一定的張開性和導(dǎo)水能力，足以造成含水層水或地表水沿?cái)鄬用孀杂闪鲃?dòng)的斷層。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是斷層的導(dǎo)水性能與斷層形成時(shí)的力學(xué)性質(zhì)、斷層形成后的后期演化與受力過程、斷層切穿地層的巖性特征具有密切的關(guān)系，一般地說，張拉性斷層、形成后受過多次擾動(dòng)活化的斷層、兩盤巖性以硬脆性巖石為主的斷層多具有導(dǎo)水的能力，同時(shí)，斷層的導(dǎo)水性具有極強(qiáng)的不均勻性，一條斷層經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)部分區(qū)段導(dǎo)水，而其他區(qū)段不導(dǎo)水的特性。因此，在探查和確認(rèn)斷層的導(dǎo)水性能時(shí)，決不能一點(diǎn)帶面。導(dǎo)水?dāng)鄬訉?duì)煤礦安全生產(chǎn)具有一定的威脅，由于其導(dǎo)水性的不均勻性，探知難度較大。斷層水文地質(zhì)特征2斷層水探放技術(shù)含水?dāng)鄬?/p>

指斷層雖然沒有直接切穿含水層或其他水源，不能造成不同含水層之間的水力聯(lián)系，但斷層及其影響帶足夠?qū)?，且斷層帶具有較強(qiáng)的破碎裂隙發(fā)育，具有較強(qiáng)的含水性，賦存有大量的地下水的斷層。該類斷層不導(dǎo)水但富含水，斷層及其影響帶本身就是一個(gè)含水體，其含水以靜儲(chǔ)量為主。斷層水文地質(zhì)特征2斷層水探放技術(shù)隔水?dāng)鄬?/p>

指不具有導(dǎo)水和含水能力且能夠阻斷含水層水在水平或垂向上的水力聯(lián)系的斷層。一般地說，壓扭性斷層、形成后未受過多次張拉擾動(dòng)的斷層、兩盤巖性以柔軟性巖石為主的斷層多具有隔水的能力，該類斷層往往形成含水層的隔水邊界。斷層水文地質(zhì)特征2斷層水探放技術(shù)1、合理留設(shè)防水煤巖柱(1)煤層露頭防隔水煤（巖）柱的留設(shè)(2)含水或者導(dǎo)水?dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱的留設(shè)(3)煤層與強(qiáng)含水層或者導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|防隔水煤（巖）柱的留設(shè)(4)煤層位于含水層上方且斷層導(dǎo)水時(shí)防隔水煤（巖）柱的留設(shè)(5)以斷層為界的井田防隔水煤（巖）柱的留設(shè)

依據(jù)《防治水細(xì)則》附錄六根據(jù)上述五種情形合理留設(shè)煤柱。斷層水害防治技術(shù)3斷層水探放技術(shù)2、關(guān)鍵層段導(dǎo)水性能注漿改造技術(shù)

由于大多數(shù)斷層的導(dǎo)水性不強(qiáng)或者是其只是在局部層段具有導(dǎo)水性，只要在查明斷層的空間結(jié)構(gòu)特征及其水文地質(zhì)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)于威脅煤層安全開采的局部導(dǎo)水層段進(jìn)行工程改造，變導(dǎo)水介質(zhì)為隔水介質(zhì)，就可以大大減少或去掉防水煤柱的留設(shè)量，使寶貴的煤炭資源得以開發(fā)利用。

斷層水害防治技術(shù)3斷層水探放技術(shù)2、關(guān)鍵層段導(dǎo)水性能注漿改造技術(shù)由于煤層與斷層面的交匯區(qū)呈線狀空間展布，因此，注漿改造工程最好與斷層的空間展布形態(tài)及其導(dǎo)水性能探測(cè)工程有效結(jié)合起來，以井下定向鉆探技術(shù)為主體，如圖3所示（紅線為鉆孔軌跡），沿煤層與斷層面的交接線，實(shí)施定向?qū)碧綔y(cè)鉆探，使鉆孔軌跡呈現(xiàn)出蛇形特征不斷地多次穿過斷層面，當(dāng)遇到斷層出現(xiàn)導(dǎo)含水層段時(shí)，立即進(jìn)行注漿改造工程。當(dāng)遇到煤層較厚或斷層與煤層交角較小時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加探測(cè)和改造鉆孔數(shù)量，以增加對(duì)斷層帶的探測(cè)和改造寬度。如圖3陰影區(qū)（注漿改造區(qū)斷面）所示，探測(cè)和注漿工程孔應(yīng)根據(jù)斷層與煤層空間組構(gòu)關(guān)系適當(dāng)偏移兩者的交線位置。

斷層水害防治技術(shù)3斷層水探放技術(shù)圖3—沿?cái)鄬优c煤層交線定向?qū)碧綔y(cè)斷層含水性示意圖

斷層水探放技術(shù)斷層水害防治技術(shù)33、超前疏放水技術(shù)

對(duì)于含水?dāng)鄬?，由于斷層沒有直接切穿含水層或其他水源，不能造成不同含水層之間的水力聯(lián)系，只是斷層帶具有較強(qiáng)的破碎裂隙發(fā)育，斷層帶本身具有較強(qiáng)的含水性，賦存有大量的地下水，其含水以靜儲(chǔ)量為主。對(duì)于該類斷層可進(jìn)行超前