唐山矿奥灰水水害分析及防治对策

《唐山矿奥灰水水害分析及防治对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、唐山矿奥灰水水害分析及防治对策　　摘要：奥灰岩溶强承压含水层，具有水量丰富、危害大等特点，在煤矿生产活动中极易引发突水事故，给矿井安全生产带来很大灾难。分析唐山矿实际奥灰水可能发生突水的部位和条件，并对突水条件加以分析，并制定相应的防治对策，确保矿井安全生产。　　关键词：奥灰；突水；浅析　　唐山矿是始建于1878年，年产400万t的大型矿井。在矿井开采产后发生了几起较大的突水事故，经过科技人员的共同努力，探索出了防治奥灰水害综合治理方法，并收到了显著成效。　　一、矿井地质、水文地质条件简述　　唐山

2、矿位于开平煤田西北翼的西南端，地层走向为NE―SW。井田内主要构造绝大部分平行于地层走向，构造极为复杂，由北向南依次排列着FⅠ、FⅡ、FⅢ、FⅣ、FⅤ号等主断层，其断层走向与地层走向基本平行，其中南部边界断层FⅤ号规模最大。褶皱构造发育，除东部发育的FⅢ号断层以南的主向、背斜外，向西部还发育有岭子倾伏背斜等一系列褶曲构造。这些主断层和主要褶曲构造直接影响着唐山井田内的区域划分，使井田很自然地形成了若干个构造块。　　由于受地质构造的影响，在FⅠ6断层以北区域，煤系基底奥陶系灰岩逆掩于可采煤层之上，造

3、成奥灰岩下压煤的特殊水文地质条件。奥陶系灰岩在上述区域直接与第四纪冲积层接触，二者水力联系密切，地下水相互交替，共同成为含煤地层各含水层的补给水源。同时奥陶系灰岩在井田北部、东部山区有露头裸露于地表，接受大气降水的补给，转而通过冲积层补给含煤地层。在井口西南部，在岳胥区境内，含煤地层有露头与第四纪冲积层接触，长期接受其地下水的补给，沿层间与构造裂隙流动，转入矿井的排泄区。在含煤地层中，常在脆性砂岩内形成裂隙含水层，在矿井采掘工程中，揭露涌水后，多年不见衰减，给生产施工造成很大困难。　　二、唐山矿奥

4、灰水水害分析　　（一）奥灰突水发生的部位和发生条件　　1.正常层位区　　奥灰岩溶含水层正常位于开采煤层以下，在一定水压下，它至开采层间的阻（隔）水岩层越厚采煤越安全。突水事故所以发生，就是由于事故点处的隔水层厚度低于安全值的关系所致，一般有三种情况。　　1.1断层部位　　由于断裂的影响，总是有一侧缩短了煤层与奥灰水体的距离，同时由于邻近断层部位的节理、裂隙发育和断层破碎带的存在，都使岩石的阻抗能力大大降低。所以，断层（特别是断层的交叉）部位最易发生突水事故。　　1.2陷落柱部位　　奥灰古岩溶的存在

5、及其塌落拱的不断发展，含煤地层中常存有由各种破碎岩石充填着的陷落柱，它抗压强度低，有时其本身就是一个导水体，当采矿活动直接遇到它时，常发生突水事故。　　1.3地层正常延续、岩石亦较完整的部位6　　随着采矿深度的逐步延深，隔水层所承受的奥灰水压力越来越大，一旦这种承受能力低于安全值时，必然发生突水事故。　　2地层倒转区　　地层倒转区或由于逆掩断层而使奥陶石灰岩覆盖在煤系地层之上。断裂构造发育部位，缩短了煤层与奥灰水体的距离，断裂构造伴生的节理、裂隙发育及断层破碎带的存在，都使岩石的阻抗能力大大降低，

6、容易发生突水。　　（二）突水条件分析　　1.充水水源　　唐山井田内具有充水意义的含水层主要为煤系基底-奥陶系灰岩含水层。一般厚度在800m。据井田抽水实验资料：q=0.0092-16.20L/s?m，k=0.018-22.638m/d。本含水层富水性，地下水位略高于冲积层底部砾卵石层的水位，其水位随季节性变化较为明显，每年3～4月份干旱少雨季节，水位下降，雨季复又上升，且在不同区域各钻孔水位皆同步变化，说明层间联系极好。从唐山矿井下施工的奥灰钻孔资料可看出，个别钻孔涌水量较大，大多涌水量较少或无水

7、。根据奥灰顶界面等高线图，本层与最下一个可采煤层（14煤层）间距大部分地区为100～140m，局部变薄带为60～100m。　　2.充水途径　　突水主要危险性取决于防水隔水层岩柱厚度（地层倒转区指奥灰与所采煤层之间的法线厚度）的阻水能力。　　2.1断裂构造影响6　　断裂构造对隔水层的影响主要体现在两个方面：一方面由于断裂错动缩小了煤层与奥陶系下统灰岩含水层之间的距离，使保护层有效厚度变小；另一方面，断裂构造的错动降低了隔水岩层的强度，使隔水岩层承受的水压降低。　　2.2隔水层厚度影响　　隔水层厚度是

8、控制突水的主要因素之一，隔水层越厚采煤越安全。一旦隔水层厚度低于安全值时就有可能发生突水事故。　　根据历次突水情况分析，奥灰突水事故的发生是由多种因素作用的结果，这种多因素的叠加及其程度，条件不但难以准确评价，有时就连提出单一因素的精确数据也是很困难的。例如断层带对奥灰水压阻抗能力的评价就是一个很大的难题。断层带是一个很大的破裂面，除断层带内的物质本身破碎松软外，其两侧岩石也遭到严重的破坏，物理力学指标显著降低，加之破裂面各处质地又不均一，以点代面误差很大，很难做出准确评价。其它像