《承压含水层上采煤》PPT课件

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1、4-3承压含水层上采煤主要是安全问题，同时兼顾水的综合利用一、底板突水的影响因素二、承压含水层上采煤的理论依据三、承压含水层上安全煤岩柱留设四、承压含水层上采煤的技术措施五、承压含水层上采煤工程实例承压含水层上采煤太原群灰岩、奥陶系灰岩、茅口灰岩灰岩岩溶发育，含水丰富。底板承压水—有一定水压、贮存和流动于煤层底板灰岩中的水体奥陶系灰岩厚200800m，奥灰水的水压1.473.43MPa，深部可达9.81MPa至石炭系最下部可采煤层的距离通常仅有2060m承压含水层上采煤煤层底板突水：灰岩水穿越了开采煤层和含水层之间的煤岩

2、柱，以突然的方式大量地涌入采掘空间的现象已发生过300多次底板突水事故，并造成多次淹没矿井、开采水平和采区的严重后果.一、影响底板突水的主要因素（一）底板突水类型1、按突水地点巷道突水多以构造破坏为主，承压水通过断裂或构造破碎带进入底板，形成充水，一旦巷道揭露出来后，承压水就迅速涌入。底板突水类型采场突水多以采矿破坏为主，矿山压力破坏和削弱了底板隔水层的厚度和强度，造成与含水层的密切水力联系。巷道突水和采场突水的比例几乎相等底板突水类型2、按突水量大小特大型>50m3/m;大型20-49m3/m；中型5-19m3/m；小型5m

3、3/m（二）影响底板突水的主要因素1、水源条件水量愈丰富，突水量愈大，危害也愈大。水压是突水的动力，处于封闭状态的岩溶水不断溶蚀、冲刷裂隙，形成通道，由含水层进入底板隔水层，水压愈大，破坏愈严重。影响底板突水的主要因素2、地质构造底板突水事故的80%以上发生在断裂构造附近构造既可以充水，又可以导水有效厚度和实际强度降低煤层与含水层之间的相对位置变化岩溶陷落柱少数岩溶陷落柱既充水，又导水，在与强含水层沟通的条件下，对安全生产威胁极大开滦范各庄矿21小时后将年产300万t的大型矿井淹没，突水峰期平均涌水量为2053m3/min影响

4、底板突水的主要因素3、隔水层的阻水能力隔水层的阻水能力取决于隔水层的强度、分层厚度和裂隙发育程度影响底板突水的主要因素4、矿山压力支承压力诱发底板突水初次来压或周期来压期间易突水工作面后部采空区边缘附近易突水开切眼附近底板易突水工作面推进速度慢，工作面突然停止推进或在停采线处易突水区段或分带煤柱附近易突水周期来压期间。煤体内的支承压力达到最大，对底板破坏严重。初次来压期间。煤体内的支承压力达到最大，对底板破坏严重。开切眼附近。老顶大面积显露，直接顶不能充分垮落，底板形成较大的自由面。支承压力诱发底板突水工作面推进速度慢工作面突

5、然停止推进工作面停采线处支承压力作用时间长，底板破坏严重，推进快时，未形成较大裂隙就会由膨胀状态变为压缩状态；区段煤柱附近：顶板垮落不充分，固定支承压力作用下底鼓支承压力作用时间支承压力诱发底板突水二、承压含水层上采煤的理论依据（一）“下三带”理论（二）突水系数法（三）底板隔水关键层理论1、煤层底板应力及变形分区底板破坏带—底板突水的通道（一）“下三带”理论2、煤层底板岩层中的下三带底板采动导水破坏带煤层底板岩层受采动影响而产生的采动导水断裂范围由沿层面和垂直于层面的裂缝形成采煤工作面长度、采煤方法、煤层厚度、开采深度、顶底板

6、岩性及结构通过影响前支承压力而影响底板采动导水破坏带深度。底板采动导水破坏带深度工作面长度愈大，矿山压力显现愈充分，底板破坏深度愈大顶板悬顶愈大，前支承压力峰值愈大，对底板破坏愈严重。采深加大后前支承压力的绝对量随采深加大而加大（2）底板阻水带位于煤层底板采动导水破坏带以下、底部含水体以上具有阻水能力的岩层范围此带内岩层仍然能保持连续性，一定厚度的底板阻水带可以阻止底板突水也称为保护层带或完整岩层带底板阻水带的厚度可能大小不一，甚至可能不存在底板阻水带厚度h2实验法h2=p/Zp—底板上的水压力，MPa；Z—阻水系数，MPa

7、/m。钻孔水力压裂法实测单位底板隔水岩层平均阻水能力的系数Z=pb/Rpb—使岩体破裂时的临界水压力，MPa；R—裂缝扩展半径，一般取40～50m岩层阻水系数Z岩性中、粗粒砂岩细砂岩粉砂岩阻水系数（MPa/m）0.3～0.50.30.2岩性泥岩石灰岩断层带阻水系数（MPa/m）0.1～0.30.40.05～0.10底板承压水导升带与石灰岩邻接的岩层中原始就存在着节理和裂隙，岩溶承压水进入后成为导水层底板承压水导升带煤层底板承压含水层的水在水压力和矿压作用下上升到其顶板岩层中的范围底板承压水导升带底板承压水导升带上界参差不齐，断

8、层附近的承压水导升带高度一般较大，有些矿区可能无底板承压水导升带。h3用物探和钻探方法巷道中用电测，钻探根据下三带预测承压含水层上采煤的安全情况底板阻水带厚度和强度均大安全正常开采底板阻水带薄或强度不够不够安全缩短工作面长度，减少破坏深度，增加底板阻水带厚度根据下三带预测承压