工作面顶板离层水积水量预测及探放方案①

《工作面顶板离层水积水量预测及探放方案①》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第27卷第3期2012年9月湖南科技大学学报(口然科学版)Vo127No・3JouralofHunanUnieryofScince&Technolgy(NatrlScinceEdion)Sept2012工作面顶板离层水积水量预测及探放方案杨吉平I,2,李学华I(1.中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116：2.神华乌海能源有限贲任公司，内蒙古乌海016000)摘要：顶板离层水水虽的预测及水源位置的确定是解决工作面离层水涌水的技术关键.在实测红柳煤矿1121首采工作浙顶板涌水量及理论分析顶板涌水的机理之上，提出了该工作面集中涌水的水源为工作面顶板离层水，并

2、总结分析了顶板离层水的形成机理和制定了和应的防治水措施•根据工作面周期涌水量和实际离层水疏放悄况预测了离层水积水屋，据此提出了红柳煤矿1121工作面顶板离层水探放方案，并在现场进行了成功应用.关键词:煤层顶板；离层水；探放方案中图分类号：TD35文献标识码：A文章编号：1672—9102(2012)03-0001-04煤矿开采过程屮，伴随着水、火、瓦斯、顶板等次生灾害的发生，给矿井的安全牛产带来了巨大危害，严重影响了煤炭资源开采的可持续发展关于煤矿开釆过程中诱发的次生灾害一直是釆矿工程领域研究的热点和难点问题z—,特别是矿井突水造成的淹井事故时有发生，而冃前关

3、于突水的机理及预测预报技术仍然处于探索阶段，所取得的研究成果距工程应用仍有较大差距E6-8J.离层水是一种少见的煤矿水害类型，因此开展对离层水害的研究对完善矿井水害类型、判断水害成因，并且根据实际悄况制定和应的水害防治措施具有重要的理论意义和实用价值[9~，2]需同时具备以下4个条件：①离层空间周边冇补给的水源；②离层空间存在的时间要足够长；③离层空间周围的围岩应有较强的渗透能力；④离层空间应位移工作面的导水裂隙带Z上.对于离层水的治理，日前常用的方法是施工离层水截流孔、离层水导流孔这2类井下钻孔以阻止离层积水的形成文针対神华宇煤集团宇东煤田红柳煤矿2煤开采过

4、程中，顶板砂岩弱含水层水富集于工作面冋釆形成的上覆岩层离层带内，并随看工作面推进而形成人规模涌水，给T作而的正常冋采带來安全隐患的特点，通过现场实测顶板离层水水量的方法，并确定了离层水源位置和探放水技术方案，消除了顶板离层水的影响.1工程概况红柳井皿内大部分地区被笫四系风积砂所覆盖，仅在井田西南部有零星基岩出露.井田内地层由老至新依次冇：三叠系上统上出组、侏罗系中统延安组、宜罗组、侏罗系上统安定组、古近系渐新统红柳组和第四系.1121工作面为红柳矿2煤首采工作面，该工作面在2009年9月份开始回采到2010年3月份共推进了约186m,却经历了4次集中涌水，最大

5、涌水呈达300Om：./,工作而被迫两次停产.2煤开采过程中矿井充水水源主要来自其顶板侏罗系直罗组底部粗砂岩裂隙孔隙含水层，单位涌水量qS0.1,富水性弱.1121首采工作而2煤顶板岩层赋存示意图见图1所示.收稿日期：2012-02-29基金项目:国家自然科学基金18)；教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-09-0727)通借作者:畅吉平(1971-),从爭犷山生产技术管理工作.E-mai：y3ngjpig1971@77~3・com1•当前,•-•般而言，顶板离层水的形成图12煤顶板岩层赋存示总图2工作面涌水机理分析工作而开采扰动过程中，在煤层顶板形成离层

6、储水带，其涌水机理见图2所示.图2离层突水机理示意图Fi.2Absisonlyerwatrmechanimsheme$由图1和图2可知，1121工作面采用仰斜开釆，2煤直接顶板泥岩厚度较大，一般情况下为较好的隔水层，为在顶板离层带内形成储水带提供了可能.综合分析认为，1121工作而顶板含水砂岩弱含水，在其开采期间，顶板一般不会产生涌水淹没矿井的事故.但随着工作面推进，上覆岩层发生弯曲、下沉，与主关键层之间形成集屮离层带采煤扰动产生的水易于聚集离层带内而形成工作而突水水源.而随着工作面的推进，工作面顶板上覆岩层变形加大，2煤玄接顶板产生的裂隙相互贯通，形成人为的

7、水力通道，导致离层水突然帑放，从而造成淹没工作面事故的发生.3顶板离层水预计3.1工作面周期性涌水量1121首采工作而自开采以来的3次较大规模的周期性涌水主要为“离层突水”.囚此，利用3次突水过程的观测资料对离层积水量进行预计，可以得到工作面推进距离与积水量的相关关系.3次突水资料及离层积水量如表1所示：山表1可知：1121工作面每推进1m的离层平均积水量为2113m3.工作而每推进1m的工作面每推进lm的离层涌水次数平均推进距离/推进绝对距离/离层积水量/3平均积水虽/3156・056・020542112・556.5200021133186・073・5228

8、6表1突水资料及离层枳水量表Tab・l