杨柳煤矿太原组灰岩水对10煤层安全开采的影响与突水水源判别分析

《杨柳煤矿太原组灰岩水对10煤层安全开采的影响与突水水源判别分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、安徽理一T：大学硕十学位论文从本矿区钻孔揭露情况来看，10煤层底板距一灰顶板的铅垂厚度在正常地段为46．19"～68．63m，平均60．1lm，断层错动地段为0--一36m。根据本井田太灰抽水试验水头高度为+14．59m。开采深度越大，水头压力也随之增加。根据突水系数理论，受断层影响的各孔，无论在哪个水平开采，其TS值均远远大于0．06MPa／m，故均有突水的可能。而对于正常块段，在一水平．550m深度以浅开采时，TS值均不大于O．15MPa，突水的可能性不大，随着丌采水平的延深，在．600m开采水平

2、隔水层厚度小于55m，在．700m开采水平，隔水层厚度小于60m，在．800m水平开采，其隔水层厚度小于65m时，R值均大于0．15MPa／m，故其突水的可能性较大。由此，灰岩含水层突水与否，是威胁10煤安全开采的重要因素。为了确保煤矿的安全生产，解放10煤层资源，合理确定10煤丌采水害防治技术方法，必须开展10煤层底板灰岩含水层水文地质条件和防治对策研究，其研究成果具有较强的理论和实践意义。1．2国内外研究现状1．2．1国外研究现状煤矿突水问题在东欧的匈牙利、波兰、南斯拉夫、俄罗斯等国家也大量存在，

3、特别是匈牙利，其灰岩强含水层对煤矿的威胁程度不亚于我国。40年代匈牙利的韦格弗伦斯Ⅲ第1次提出底板相对隔水层的概念，认为煤层底板突水和底板隔水层厚度及水压力有关。他提出相对系数的概念(即隔水层厚度与水压力之比)，并认为1．5m／atm为突水判据。60年代初，匈牙利开展以“保护层’’为中心的突水理论研究，并在上世纪80年代特别注意到煤层底板的应力状态和底板完整性，匈牙利国家矿山研究院采用了原位地应力测试和数值计算的方法评价底板的稳定性。前苏联继B·斯列萨列夫口。上世纪40年代提出固定梁的概念，并以此判断

4、底板的强度之后，就一直沿用基于水压力平衡的理论公式来评价采煤工作面的围岩破裂值，其他采用线性经验公式或经验数值；在上世纪80年代末，前苏联矿山地质力学和测量科学研究院突破传统线性关系，指出导水裂隙和采厚呈平方根关系。欧美各国技术经济条件较好，对该问题的研究资料较少，主要用经验公式或经验值评价。关于煤矿开采底板变形与破坏，M．鲍莱茨基D1等给出了不同的概念：底板开裂、底鼓、底板断裂和大块底板突起。N．A．多尔恰尼诺夫等认为，在高应力作用下(如深部开采)，岩体或支承压力区出现渐进的脆性破坏，其破坏形式是裂

5、隙渐渐扩展并发生沿裂隙的剥离和掉块H’，从而为底板高压水突入矿井创造了．2．1绪论条件。实质上，对煤层底板突水问题的研究与岩体水力学问题的研究密不可分。岩体水力学是--I'-]始于上世纪60年代术的新兴学科，自1968年ShowD．T．通过实验发现平行裂隙中渗透系数的立方定律砸¨们以后，人们对裂隙流的认识从多孔介质流中转变过来。1974年Louis口1根据钻孔抽水实验得到裂隙中水的渗透系数和法向地应力服从指数关系。以后德国的Erichsen阴1又从裂隙岩体的剪切变形分析出发建立了渗流和应力之间的耦合关

6、系。1986年Oda用裂隙几何张量统一表达了岩体渗流与变形之间的关系四1。1992年DerekElsworth将似双重介质岩石格架的位移转移到裂隙上，再根据裂隙渗流服从立方定律的关系，建立渗流场计算的固一液耦合模型，并开发了有限元计算程序n们。从此，采用固～液耦合模型就成为研究突水过程的一个主要方面。1．2．2国内研究现状目前对煤矿灰岩水文地质条件的研究j许多学者做了大量的工作，并取得了一定的成果。如：山东煤田地质局第一勘探队的刘稀新，于2001年5月以兖州西部水源的勘探抽水试验资料为基础，通过对奥陶

7、系的水文地质特征的综合研究，将奥陶系含水岩组划分为7个含水层段，该方案在鲁西的水文地质勘探中已得到了普遍应用⋯1。新疆煤田地质局156队的刘天庆，于2004年通过对塔什店矿区巴州煤矿三号井井田水文地质特征的分析、研究，结合矿山开采后的实际水文地质状况，采用探采对比的方法，总结了以往地质报告中煤田水文勘探工作，提出了今后煤田水文地质工作的重点方向及方法，以求达到更加经济有效、合理控制加快煤田水文地质工作发展的目的u引。淮北矿业集团公司童亭煤矿的谢中华、何健，于2002年5月在详细分析矿井地质及水文地质资

8、料的基础上，对童亭矿的水文地质条件特征进行分析，得出该矿10煤灰岩是近于封闭的水文地质单元，并就采动对底板的破坏深度及突水系数进行了计算n31。山西煤田地质勘探115队的赵慧玲在2002年9月根据大同煤田岩溶地下水区域水文地质条件、岩溶地下水的水温与同位素特征，对大同煤田岩溶地下水的富水层位与找水方向作了进一步的探讨与分析n钔。2004年8月，河南省煤田地质局三队的刘明成，在对沈村煤矿水文地质条件分析的基础上，对20余年矿坑排水资料进行了分析研究，从而找