兖州矿区矿压对采动裂隙发育及突水的影响.pdf

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1、煤矿现代化2010年第4期总第97期究州矿区矿压对采动裂隙发育及突水的响付民强(东滩煤矿。山东邹城273500)摘要3煤顶板突水是影响矿井安全生产的关键因素，通过从理论和实践上的分析，归纳出了对发育及突水的影响，最后提出了解决问题的办法。关键词突水；矿压；采动裂隙；防治水措施中图分类号：TD32文献标志码：B文章编号：1009—0797(2010)04—0035—02兖州矿区近年来发生的几次比较大的3煤顶板砂岩含水承压水就会相继渗入隔水层岩体，继而对岩层进行软化，压力层突水，对生产造成了不同程度的影响，有时甚至导致回采工加剧了岩体裂隙的产生和发展，岩体变形反过来

2、影响其中水作面一度停产。突水制约了矿井的高效发展，研究顶板砂岩含的渗流状态，承压水又相继影响岩体变形，如此循环往复，相水层突水预测特别是采动条件下矿压与突水关系成为当前防互作用、相互影响，直到形成某种新的平衡状态。煤层开采过治水工作的首要任务。程中，采动产生的周期应力变化不断打破这种平衡，使其向新的方向发展，结果造成隔水层内裂隙不断向上延伸、扩展，含13煤顶部水文地质条件水层的水渗流场随即逐渐扩展。矿压引起的采动裂隙也逐渐兖州矿区大部分矿井开采二叠系山西组第3上层煤，平扩大发展，使得上覆含水层连通形成新的导水通道沟通工作均煤厚5．4m，主要采用回采放顶煤工艺。3

3、煤开采的直接充水面，承压水由此渗流出来，这就是突水的前兆。上述过程可称含水层为3煤顶板砂岩含水层，厚度7．53—41．72m，岩性以中之为突水孕育阶段，这时隔水层体稳定性问题变成由承压水细砂岩为主；间接充水含水层为侏罗系上统蒙阴组砂岩(简称控制的破裂带与均匀介质围岩系统之间的稳定性问题。“红层”)含水层，厚度150．O0～794．86m。3煤顶板与红层底板在承压水渗透、软化和冲刷作用下，破裂带岩体变形加间距为0．31～220．38m，在个别地区，尤其是3煤剥蚀天窗区，速，发生快速应变软化，破裂带范围也随之扩大。到一定阶段，红层水可越流补给3煤顶板砂岩含水层。破裂

4、带与均匀介质围岩系统的变形就处于临界状态，这时一旦受到扰动，顶板岩体冒落，就会使系统打破平衡状态，隔水2矿压对采动裂隙发育及突水的影响岩体发生大范围破坏，形成宽大涌水通道，承压水借势就能大正常生产的采煤工作面为什么易发生突水事故?这是因规模涌人工作面，发生突水事故。为兖州矿区采煤工作面对采空区的处理广泛采用全部跨落(3)矿压显现规律受顶板岩性、岩层组合和断层发育情况法。采煤工作面向前推进，采空区撤除支柱后，顶板自然跨落，综合影响，突水大多发生在初次来压或周期来压时。采空区不断扩大，上覆岩层跨落、移动下沉而被破坏、变形，形2000年5月7日鲍店煤矿5308工作面回

5、采过程中，当通成周期性矿山压力。这种破坏、变形一直影响到地表，形成的过一褶曲拐点，并过一条落差6m的正断层，该工作面停产维冒裂带遇到赋水性好的强含水层或者是遇到积水集中的老空修时出现了初次来压现象，随之顶板淋水量明显增大。随后，3区，水就会顺裂隙带流入工作面，造成突水事故。次来压异常均伴随着工作面涌水量突增，特别是5月12日来根据以往所做顶板冒裂带发育规律研究和工作面现场矿压异常，顶板直接涌水量达到141m~，且有泥石流出现；5月压表现规律发现，矿压与上覆采动裂隙发育及顶板砂岩的充20日，再次来压时工作面涌水量达到184．24m。济三煤矿六水有密切的关系。矿压是

6、3煤顶板突水的重要诱发因素之一，采区工作面涌水量具有明显周期性，突水与矿压显现有密切主要表现在下列几个方面。的联系，一般周期来压步距22～27m，当开采140～150m时，覆(1)采动过程中形成的矿山压力可以导致断层的“活化”，岩破裂达到稳定，突水也每隔开采推进140—150m或者为该值使原来压性断层闭和的裂隙面重新拉开形成充水通道，进而明显的倍数时出现涌水量增大现象。引发顶板突水。(4)工作面停采线附近或连续开采后短期停采处矿山压东滩煤矿采掘过程中揭露的断层绝大部分为隔水断层，力相对集中，易诱发突水。但也有个别隔水断层由于受到采动影响而导水，例如2001年经过

7、工作面的长期开采，顶板中的采动裂隙发育比较充7月4日开始的14301工作面突水。14301工作面发生突水分，停采线附近应力相对集中，采动裂隙垂向发育较为迅速，前，两侧顺槽内只有局部顶板有零星滴水，开采前利用钻探和因而可将采动裂隙的水导致工作面。例如鲍店煤矿四采区主物探相结合的方法，对工作面冒裂带高度80m范围内进行赋要突水点都位于实际停采线附近。再如东滩煤矿43下08、水性探测，结果表明，探测区域内赋水性弱。但当工作面回采14301和14309东运顺的突水都发生在工作面停产或巷道暂至横穿工作面的NF9断层(落差为3．8m)附近时，采动影响使时掘进时。本不导水的断

8、层活化，将上部含水层水导