华北型煤田下组煤带压开采突水判别模型与防治水对策.pdf

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1、第卷第期煤炭学报年月文章编号：（）华北型煤田下组煤带压开采突水判别模型与防治水对策马培智（煤炭科学研究总院西安分院，陕西西安）摘要：指出了目前主要以突水系数理论为依据进行带压开采安全危险性评价在实践应用中存在着重大缺陷根据显水带、导水带及阻水储备带相对下组煤在空间上的赋存状况，总结归纳出种带压开采判别模型，并提出了相应的具体防治水对策通过原始导高分带特点、显水带阻水带压并与阻水储备段共同抵御底板突水的理论，指导邢台东庞矿工作面采前带压开采条件综合勘探，成果资料说明符合种带压开采判别模型中的两种模型，并采取了相应的防治水对策，使该工作面试采成功说明采前根据种带压开采模型预分析方法可行，

2、安全性评价客观符合实际，防治水对策得当，对于类似条件矿区采煤工作面可以进行试采关键词：华北煤田；下组煤；带压开采；判别模型；有效保护层中图分类号：文献标识码：（’，，’，）：，，，：；；；；我国对于受下覆承压水威胁的华北型煤田下组煤目前最常用的评判带压开采安全标准是突水系数，突水系数用地下水水压与隔水层厚度的比值来表示，即，（）收稿日期：作者简介：马培智（），男，陕西渭南人，高级工程师：，：第期马培智：华北型煤田下组煤带压开采突水判别模型与防治水对策式中，为突水系数，；为水压值，；为隔水层厚度，；为采动后的底板导水破坏深度，，等同于以下图中的这一标准在以往的应用中取得了显著成效，已保

3、护受水害威胁煤储量数千万吨，为矿井防治水工作做出了重要贡献但在实际应用中发现，由于该表达式还不能反映引起煤矿底板突水的多种作用因素，因而其准确性受到质疑，实际使用中发现，小于规程要求突水系数临界值照样发生灾害性突水，如峰峰二矿工作面突水系数为，发生底板突水，险些淹井；尚庄矿下架煤层掘进中突水［］系数为，发生底板突水，矿井被淹说明完全以突水系数理论进行带压开采安全评价存在不足，防治水对策主要以突水系数理论确定是否疏降或底板改造与加固，在底板阻水满足带压开采条件时就显得保守，而突水系数小于临界值时如上所述也有突水淹井的可能该方法适用于构造发育的隔水层底板，因式（）是从大量突水资料统计而来

4、，而以上是因构造突水，且统计资料都未考虑底板的破坏深度，故对于正常隔水层底板按此方法评价过于保守，有的评价隔水层再扣除一定值的原始导高［，］就更加保守以往国内外文献资料缺少对原始导高的深入研究，所以采取的防治水对策较笼统而针对性不强!"下组煤带压开采底板隔水层阻水理论分析华北型石炭二叠系煤田下组煤开采存在奥灰强含水层突水威胁，其采煤底板存在极强的分带性，也就是世纪年代以来提出的“下三带”概念，即上部矿压破坏带、下部承压水原始导高带和中部完整的岩层带经过多年实践，已普遍承认原始导高带的存在是采掘工程引起下覆充水承压含水层突水的主要矛盾，因而业内人士提到下组煤带压开采不能不提到原始导高，

5、一提及原始导高就谈虎色变，似乎底板一破坏到导高带一定发生大的突水在人们印象中似乎一揭露到底板奥灰水导升带，带内就应该是奥灰水压，水压就应该一致，而实际原始导高也存在分带性下组煤要实现安全带（水）压开采，就要要搞清煤层底板各层段对带压开采的意义通过多年对底板水文地质探查研究，原始导高带定义为含水层中的承压水沿隔水层底板中的裂隙或断裂破碎带上升的高度，垂向上可再划分为阻水能力相差悬殊的上、下两个分带（图）图下组煤带压开采底板垂直分带（）导水带（下分———原始导高埋深；———有效保护层厚度；———煤层底板破坏深度带）阻水能力极差，其原始状态与采矿无关由于其导水性很好，具有同下覆奥灰承压含水

6、层相同的水压力，并构成导水性极强的含水体的一部分底板中若存在导水带，采掘靠近或揭露就会发生直通式突水，其水量大，危害性最大（）显水带（上分带）阻水能力相对较好，渗透性较差，它的功能是从其下界至顶界将奥灰水头从最高削减至显水带特点是带内充满水，顶面的水压为，离导水带愈近，水压愈大，直至其底面的水压等于导水性极强统一含水体之水压；在采煤活动的作用下，其顶面若在底板破坏带以上时，就会发生大面积渗透性突水灾害事故当奥灰顶部存在古风化充填带或相对阻水的灰岩地段，可将其看作是隔水层的一部分，所以也将其中削减奥灰水头的部分定义为显水带范围同样，导水带由于无阻水能力，又同奥灰含水层连成一体，可将其看

7、作是含水层的一部分6l0煤炭学报2005年第30卷处于显水带和底板破坏带间的部分，由于其未参与阻水削减奥灰水头任务，不妨将其定义为阻水储备段.而显水带和阻水储备段由于主要担负抵抗奥灰水压防止突水的责任，故将其统称为有效保护层.实际采掘中底板若不存在阻水储备段则处于渗透性突水的临界，如果无有效保护层则存在直通式突水危险；但如果显水带在奥灰顶部风化壳内，实际上增加了阻水储备段长度，增加了有效保护层厚度，因而就无突水危险.!"工作面底板隔水层充水性探查与阻水性能