平煤十三矿底板承压水害分析及区域综合治理.pdf

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1、2010年第6期中州煤炭总第174期平煤十三矿底板承压水害分析及区域综合口治，口理E涂克谦，宣孝忠(平煤股份十三矿，河南平顶山461700)摘要：通过系统分析平煤股份十三矿的地质与水文地质条件，对各采区和工作面进行突水风险性评价及区域划分。强力推行灰岩水区域综合治理，合理规划防治水工程，针对性提出矿井及采掘工作面防治水技术路线及方案，建立科学、长效的防治水机制，提高矿井防治水安全保障程度。关键词：底板承压水害矿井；突水评价；区域综合治理中图分类号：TD745．2文献标识码：B文章编号：1003—0506(2010)06—0109—03平煤股份

2、十三矿主采二(己)煤层，现有己各向异性，在垂直和水平方向上均有一定的分带现一、已二、己三3个生产采区和己四准备采区。煤层象。浅部岩溶发育，在30—35勘探线间补给条件较底板下伏石炭系灰岩和寒武系灰岩承压水是矿井生好，富水性、导水性极强。石炭系以下又发育有厚层产的主要威胁性水源，因其水位较高，富水性、渗透的寒武系灰岩，为矿井间接充水水源，含水层厚度性、补给性较好，而对煤层的安全开采构成较大危大，埋深大，因此水压高，对矿井威胁最大。害，一旦发生突水，势必造成灾难性后果。所以以底1．2突水规律及原因板承压水害防治为重点，兼顾其他水害防治，实施区(1

3、)突水规律。十三矿自建井以来，多次发生域综合治理，对矿井安全生产具有重要意义。突水，其中突水量大于200m／h的2次。从几次突水的规律来看，具有以下特点：突水水源主要是底板1矿井水害地质条件及特征石炭系L灰岩水或L一灰岩水为主；突水地点主要1．1水文地质概况为回采工作面，掘进工作面很少；突水时间多在回采(1)水文地质特征。十三矿为水文地质条件相工作面顶板大面积垮落及掘进工作面遇见断裂构造对复杂型矿井，襄郏一号等边界断层阻隔了区域基或过岩溶发育含水层时。岩地下水向井田的侧向补给，使该井田成为一相对(2)突水原因。在回采工作面，尤其首次放顶独立的

4、水文地质单元。井田内基岩地下水的补给来以后，由于顶板大面积垮落，在矿压作用下，底板导源主要是汝河水及大气降水通过煤系露头上覆0～水裂隙带向下发展，使底板有效隔水层厚度变薄，在190m的第四系松散层垂直人渗补给，形成该井田下部承压含水层水压的顶托力作用下使底板破坏，以覆盖型岩溶充水矿床为主的水文地质特征。沟通含水层发生突水。突水量一般大于30m／h。(2)主要含水层。十三矿直接充水含水层是掘进工作面遇见断裂构造或过岩溶发育含水层时，乙下、己煤层顶板砂岩裂隙含水层和煤层底板断层、裂隙结构面破坏了岩体本身的完整性，导通含灰岩含水层。乙，下、顶板砂岩

5、含水性较差，矿井大水层形成导水通道而突水。部分的充水水源是石炭系L，一L灰岩水和寒武系2石炭系灰岩突水威胁程度分析灰岩水。石炭系灰岩水是矿井的直接充水水源，除2．1掘进期间突水威胁程度分析L。外，其他各灰岩层都有可能赋水，特别是L距煤层底板较近，发育连接稳定，对己组煤层的开采构成(1)分析依据及参数。十三矿煤层底板突水主要是通过导水构造或在深部由于应力较大引起完整了较大程度的威胁，是矿井突水的主要水源。L灰底板采动破坏而突水。掘进期间巷道底板隔水层安岩含水层具有岩溶发育的非均质性和含水量程度的全水压计算公式为16￡+8+y一，，收稿日期：20

6、10—05—0l—————～作者简介：涂克谦(1968一)，男，河南南阳人，工程师，1991年毕业于淮南矿业学院，长期从事矿井“一通三防”工作，现任平煤股份十式中，H为底板隔水层能够承受的水压，Pa；t为安全三矿总工程师。隔水厚度，12m；L为采掘工作面底板最大宽度，4·】09．2010年第6期中州煤炭总第174期n-i；为隔水层岩石密度，2．5t／m；K为隔水层岩石正常地段P=T×(一C一日)=3．2MPa抗张强度，3．5MPa；K为安全系数，一般取2～5构造破坏地段P：T×(一C一日)=1．94经计算，己一采区掘进期间H：4．01MPa，

7、即安MPa。全抗压水头压力为4．01MPa；己二采区安全抗压水(2)结论。根据计算分析可知，十三矿在水位头压力为4．12MPa；己j采区安全抗压水头压力为下对二煤层开采时，一旦底板被突破，必然引起石4．19MPa；己四采区安全抗压水头压力为4．1】炭系上部灰岩水的突人。而下部灰岩段正常情况下MPa。在水压小于3．2MPa时是安全的，在构造破坏地段(2)结论。目前己一、己二、己三、己四采区的水压小于1．94MPa时是安全的。根据己三采区水石炭系灰岩水水位分别为一450，一520，一600，一45文观测孑L观测资料，L灰岩水的水压值分别为rtl。

8、根据上述计算数值，理论上说明除构造破坏带2．68，3．23MPa，说明下部灰岩水完全有可能突入矿以外3个生产采区及己四采区(除己四大巷穿灰岩井。必须采取疏水降压等防