关于底板承压水对工作面安全回采影响程度的研究刘国利
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煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨【摘要】本文针对煤层底板岩溶承压水水害进行分析和探讨,首先介绍了岩溶地质特征与水文地质条件,探讨了煤层底板岩溶承压水的形成机制。
接着分析了煤矿底板岩溶承压水水害的特征,并探讨了煤层底板岩溶承压水水害的综合治理技术。
最后通过实践案例展示了煤层底板岩溶承压水水害的综合治理效果。
结论部分强调了该问题的重要性,并提出了未来研究方向和发展趋势。
本文旨在为相关领域的研究和实践提供参考,为解决煤层底板岩溶承压水水害问题提供支持和指导。
【关键词】岩溶地质特征、水文地质条件、煤层底板、岩溶承压水、水害、形成机制、特征分析、综合治理技术、实践案例、重要性、未来研究方向、发展趋势1. 引言1.1 煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨。
煤层底板岩溶承压水水害是煤矿开采中常见的地质灾害之一,对矿井安全生产和人员生命财产安全造成严重威胁。
为了全面有效地探讨煤层底板岩溶承压水水害的分析及综合治理问题,本文从岩溶地质特征与水文地质条件分析入手,深入探讨了煤层底板岩溶承压水的形成机制。
随后,我们对煤矿底板岩溶承压水水害的特征进行了详细分析,揭示了其危害性和难点所在。
在此基础上,本文进一步研究了煤层底板岩溶承压水水害的综合治理技术,探讨了各种可能的治理方法和方案。
我们结合实践案例,对煤层底板岩溶承压水水害的综合治理进行深入探讨,总结出了一些成功的经验和教训。
通过本文的研究,希望能够更好地认识和理解煤层底板岩溶承压水水害的形成机制和特征,提出更科学有效的治理方案,为矿井安全生产提供技术支持和保障。
2. 正文2.1 岩溶地质特征与水文地质条件分析岩溶地质特征与水文地质条件分析是研究煤层底板岩溶承压水水害的重要前提。
岩溶地质是指由于地下水流动对溶蚀作用的影响而形成的溶洞、溶沟、溶壑等地质景观。
这些地貌特征在煤矿开采中往往会成为承压水形成和扩散的重要通道。
根据煤层底板岩溶地质特征,可以分析出地下水流动的路径、速度和流向,为预防和治理承压水水害提供了重要依据。
煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨
煤层底板岩溶承压水对煤矿开采安全构成了严重威胁,因此必须对其进行分析及综合治理。
本文就此展开探讨。
首先,对煤层底板岩溶承压水的形成原因进行分析。
煤层底板的岩溶发育,主要由于下伏含溶洞层与覆盖层的压实,使得地下水向底板侵蚀形成的。
同时,随着采煤工作面的逐步推进,局部底板压紧程度减小,对应溶蚀程度增加,进一步导致了煤层底板岩溶承压水的形成。
接着,对煤层底板岩溶承压水的水害特征进行了分析。
煤层底板岩溶承压水导致了地下水位升高,进一步加剧了煤矿内部水位上升的情况,容易引起采煤工作面前方立柱底部及巷道底板、侧壁的塌陷、龙骨断裂,形成巷道淹水、煤柱垮塌和煤尘爆炸等一系列灾害事故。
在此基础上,提出了相应的综合治理措施。
首先,要对煤层底板的岩溶情况进行详细的勘查和分析,建立详细的水文地质模型,预测岩溶承压水的发生情况。
其次,对治理方案进行选择,常见的治理手段有井巷控制法、预裂缝承压水处理法、套管围岩法及堆积材料法等。
最后,要加强治理后的监测及管理,科学论证及不断优化治理方案,确保治理效果的长期稳定。
综上所述,煤层底板岩溶承压水的问题是煤矿开采中难以避免的水害问题,需要采取综合治理的手段来减轻煤矿安全的威胁。
煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨【摘要】本文针对煤层底板岩溶承压水水害问题展开研究,首先从煤层底板岩溶承压水形成机理入手,分析了其成因和影响因素。
随后对煤层底板岩溶承压水水害特征进行了详细描述,揭示了其危害性和隐患。
在此基础上,提出了综合治理方案,并探讨了岩溶承压水治理技术及煤矿安全管理措施,为煤矿水害治理提供了有效参考。
结论部分总结了本文的研究成果,并展望了未来的发展方向。
通过本文的分析和讨论,可以更好地认识煤层底板岩溶承压水水害问题,并为相关领域的研究和实践提供有益启示。
【关键词】煤层底板岩溶,承压水,水害分析,综合治理,煤矿安全管理,岩溶承压水治理技术1. 引言1.1 研究背景煤层底板岩溶承压水是煤矿开采中常见的地质灾害之一,对煤矿生产安全和生产效益产生着重要影响。
煤层底板岩溶承压水的形成机理主要包括地质构造影响、岩层性质、水文地质条件等因素。
随着煤矿开采深度的不断增加和煤炭资源的逐渐枯竭,煤层底板岩溶承压水问题日益突出,严重威胁着煤矿的安全生产。
深入研究煤层底板岩溶承压水的形成机理和特征,探讨有效的综合治理方案和技术手段,对于提高煤矿生产安全水平,保障矿工生命财产安全具有重要意义。
本文将对煤层底板岩溶承压水的形成机理和水害特征进行深入分析,探讨有效的综合治理方案和技术手段,为煤矿安全管理提供科学依据和技术支撑。
1.2 研究意义研究底板岩溶承压水水害的意义在于深入探究该水体形成机制和特征,为煤矿安全生产提供科学依据和技术支持。
底板岩溶承压水的形成机理直接影响煤矿的地质环境和地下水循环,进而影响矿井安全生产。
了解底板岩溶承压水的形成机理,可以帮助我们预测水害的发生规律,提前采取有效的治理措施,防止事故的发生。
煤层底板岩溶承压水水害的特征具有一定的复杂性和危险性,对矿井生产和安全构成威胁。
通过对水害特征的深入分析,可以建立科学的防治体系,提高煤矿生产的安全性和稳定性。
煤层底板岩溶承压水水害研究具有重要的现实意义和深远的影响,对煤矿生产管理和技术发展具有指导作用。
煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨煤层底板是煤矿开采中常见的地质问题之一,其出现的水害问题对矿井的安全和生产产生了很大的影响。
其中,底板岩溶承压水是一种常见的水害类型,其引起的水害问题较为严重,需要采取相应的综合治理措施。
底板岩溶承压水的形成主要与地质构造和水文特征有关。
在煤层底板下,常存在着一些地质缝隙和裂隙,这些缝隙和裂隙可能在地质运动的过程中被进一步扩大,形成岩溶洞穴。
同时,在地下水的作用下,这些岩溶洞穴可能被填充了一些淤泥、砂砾等杂质,导致形成一种不稳定的岩溶层。
当地下水位上升到一定程度时,这些岩溶层可能会发生一定的承压变形,导致水从其中突然涌出,造成煤矿水害问题。
针对底板岩溶承压水的问题,需要采取一系列的综合治理措施。
首先,需要加强对煤矿地质的探测和监测,及时发现底板岩溶承压水的可能性,以便采取针对性的防治措施。
同时,需要采取岩溶治理措施,对存在岩溶洞穴的地段进行填充和加固,减少岩溶层的不稳定性。
此外,也可以采取一些水文治理措施,例如人工排水和地下压裂等,以降低地下水位,减少底板岩溶承压水的发生概率。
综合治理底板岩溶承压水,需要考虑多种因素,包括地质、水文、工程等多个方面。
治理措施的选择应该综合考虑这些因素的影响,以确保治理效果的最大化。
此外,治理措施的实施也需要注意环保和安全等方面的要求,避免对环境和人员造成潜在的威胁。
综上所述,底板岩溶承压水是煤矿生产中常见的水害问题之一,对矿井安全和生产产生了严重影响。
对此,需要采取针对性的综合治理措施,以确保煤矿的安全和生产的稳定。
同时,也需要加强对煤矿地质和水文特征的监测和研究,加深对煤层底板岩溶承压水问题的认识,为治理工作提供更加科学有效的支持。
新查庄矿煤层底板承压水主要防治方法张建刘春国高天顺(山东新查庄矿业有限责任公司,山东肥城 271612)摘要山东新查庄矿业有限责任公司是水文地质条件极复杂型矿井,下组煤开采过程中受底板承压水威胁严重,利用底板注浆改造,实施疏水降压等技术措施保证了工作面的安全回采。
关键词承压水受水威胁注浆改造疏水降压安全回采1.概况山东新查庄矿业有限责任公司隶属山东鲁中能源集团有限公司,其前身为肥城矿业集团有限责任公司查庄煤矿。
新查庄公司下组煤水文地质类型为极复杂型,煤层开采过程中受底板承压水威胁十分严重。
自1979年开采下组煤以来共发生底板突水量大于30m3/h的29次,突水量大于300m3/h的7次。
其中2006年1月14日,7905工作面回采过程中遇到落差3.6m的断层发生的底板奥灰突水,突水量达1430m3/h,造成工作面被淹,矿井停产,经济损失巨大。
因此,搞好矿井底板承压水防治工作是新查公司保障安全生产的首要任务。
2.矿井的水文地质特征2.1地质构造新查庄井田东、西、北三面被断层包围,总体为一向北倾斜的单斜构造。
井田内断层较多且十分发育,边界断层落差一般大于40m。
区内大中型断层落差一般在20~40m,采区内3.0m以下的小断层极为发育,其中落差大于20m断层有30条。
由于断裂构造十分发育,造成主要含水层水力联系密切,断裂构造是奥灰补给五灰含水层的主要通道。
2.2含水层本井田主要影响煤层开采的为本溪群五层石灰岩、奥陶系石灰岩。
第五层石灰岩(五灰):厚5.5~10.58m,平均8.7m,上距8煤层22.5~43.18m,平均32~34m;距9煤层16.9~33.02m,平均24m;上距10煤层14~37m,一般16~20m;下距奥灰1.41~14.54m,平均10m左右,为灰色质纯致密厚层状细粒结晶灰岩,岩溶裂隙发育,富水性较强。
由于五灰和奥灰间距小,受断裂构造发育的影响,水力联系十分密切,为煤系底盘主要含水层。
煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨随着采煤深度的加深和采煤工作的持续进行,煤层底板岩溶承压水的水害问题逐渐凸显。
本文旨在对煤层底板岩溶承压水水害进行分析,并探讨其综合治理方法。
煤层底板岩溶承压水的成因主要是由于长期的自然侵蚀和采煤对地质环境的改变所致。
在煤层下方的岩溶地质体中积聚了大量的岩屑和土石体,形成了不稳定的地下水系统。
当采煤时,煤层下的地下水往往被抽取或排放,使得岩溶地质体中的水压开始逐渐升高,加速了地下水的流动和侵蚀。
随着时间的推移,地下水的压力逐渐增大,形成了承压水。
煤层底板岩溶承压水造成的主要影响是地下水的渗漏和涌出。
这些水会汇入矿井的回采工作面,增加井下排水量,同时还会引发地面塌陷和地质灾害等问题。
此外,承压水的存在还会降低瓦斯抽采的效率,增加瓦斯爆炸的风险。
针对煤层底板岩溶承压水的水害问题,综合治理措施可以分为以下几个方面:第一,要进行地质勘探和评估。
对煤层下方的地质情况进行详细了解,并评估地下水的分布特征和压力情况。
同时,还要进行地下水的监测和预警,及时掌握水位、水质和水压的变化情况。
第二,要加强采煤工作中的措施和技术手段。
采煤时,要合理控制井下排水量,并逐步恢复地下水的水位和压力。
还可以采取人工注水的方式来稳定地下水系统,减少承压水的形成。
第三,可以配置专业的治理设备和系统。
对于已经形成的承压水问题,可以采用地面注浆、地下隔离带等方法进行治理。
针对不同情况和地质条件,还可以选择使用各种类型的注浆材料和数控钻机等设备。
综上所述,煤层底板岩溶承压水的水害问题是一个复杂的地质水文学问题,需要政府、企业、科研机构和社会公众共同参与治理。
在今后的工作中,需要进一步加强科学研究、技术创新和经验积累,为煤矿生产的可持续发展提供全面的支持和保障。
煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨1. 引言1.1 煤层底板岩溶承压水水害概述煤层底板岩溶承压水水害是煤矿生产中常见的一种地质灾害,其形成主要是由于地下水对煤层底板岩溶作用的影响而导致底板岩溶开展,形成含水煤层和煤与顶板岩溶之间的溶洞。
在煤矿开采过程中,底板岩溶承压水在煤体中聚集并逐渐增加压力,一旦压力超过煤体强度极限,就会对矿井工作面和采空区产生破坏和威胁。
煤层底板岩溶承压水水害不仅会影响矿井的生产效率和安全性,还会造成资源浪费和环境污染。
加强对煤层底板岩溶承压水水害的研究和治理具有重要的意义和价值。
通过深入理解煤层底板岩溶承压水水害的成因和危害,可以有效制定相应的治理方案和措施,保障矿井的安全生产和可持续发展。
【煤层底板岩溶承压水水害概述】的研究将有助于提高煤矿安全管理水平和减少生产事故的发生,促进煤矿产业的健康发展。
1.2 研究意义和目的煤层底板岩溶承压水水害是煤矿生产中常见的地质灾害之一,对煤炭资源开采和矿井安全生产造成了严重影响。
本文旨在深入研究煤层底板岩溶承压水水害的成因机制,探讨其发展规律及治理技术,为煤矿生产中的地质灾害防治提供理论支撑和实践指导。
具体来说,本研究旨在通过分析煤层底板岩溶承压水的特点和影响因素,揭示其对煤矿生产的不利影响,为煤矿开采过程中应对岩溶承压水水害提供科学依据。
通过总结煤层底板岩溶承压水水害的治理技术和方法,探讨其综合治理的可行性和效果,为煤矿安全生产提供可靠保障。
本研究具有重要的理论和实践意义,将对煤矿生产中的安全和可持续发展起到积极推动作用。
1.3 研究方法和数据来源研究方法和数据来源是任何研究工作的基础,对于煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理也不例外。
在本研究中,我们采用了多种研究方法和数据来源,以确保研究的科学性和严谨性。
我们进行了大量的实地调查和野外勘察工作,通过地质剖面的观测和取样分析,获取了煤层底板岩溶承压水的相关数据。
这些数据包括地层构造、岩性特征、水文地质条件等,为后续的研究提供了基础。
煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨煤炭是我国的重要能源资源,煤层底板岩溶承压水水害是煤炭开采中常见的一种水害类型,给煤炭生产带来了严重的安全隐患和经济损失。
为了有效地解决这一问题,需要对煤层底板岩溶承压水水害进行深入分析,并提出相应的综合治理方案。
一、煤层底板岩溶承压水水害的特点煤层底板岩溶承压水水害是指在煤炭开采过程中,由于地下水位降低或者底板岩溶作用导致底板破裂,使得上覆的含水层水压得不到释放,从而形成局部高水压区域。
煤层底板岩溶承压水水害主要具有以下特点:1. 产生原因复杂:煤炭开采过程中,由于地下水位的变化以及岩溶作用的影响,煤层底板岩溶承压水水害的产生原因是比较复杂的,需要进行系统地分析和研究。
2. 影响范围广泛:煤层底板岩溶承压水水害不仅会影响煤矿的安全生产,还会对周边地质环境和生态环境造成一定的影响,因此必须及时采取有效的措施进行治理。
3. 难度较大:由于煤层底板岩溶承压水水害的形成机制比较复杂,因此治理起来难度较大,需要综合运用地质、水文、水力学等相关知识进行分析和研究。
1. 地质勘察和监测:通过对煤矿地质情况进行详细的勘察和监测,包括地下水位、地层构造以及岩溶发育情况等,为煤层底板岩溶承压水水害的分析提供基础数据。
2. 数值模拟和工程实验:采用数值模拟和工程实验的方法,对煤层底板岩溶承压水水害的形成机制进行分析和研究,为后续的治理工作提供科学依据。
3. 综合分析和评估:通过对煤层底板岩溶承压水水害的相关数据进行综合分析和评估,找出水害的主要影响因素,并确定治理的重点和难点。
1. 加强地下水位监测和调控:通过对地下水位进行持续的监测和调控,防止煤矿地下水位过度下降,减少局部高水压区域的形成。
2. 加固煤层底板:采用注浆加固等技术手段,对煤层底板进行强化处理,增强其承压能力,避免底板破裂导致局部高水压。
3. 控制岩溶发育:通过对煤矿区域岩溶发育情况进行研究,采取相应的岩溶治理措施,减少岩溶活动对水害的影响。
煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理探讨煤矿生产中,煤层底板岩溶承压水是一种常见的地质灾害,它指的是在煤矿采煤过程中,由于煤层底板下方的岩溶地层中存在一定的水源,并且受到一定的压力作用,使得水通过裂缝、孔洞等途径涌入煤矿开采空间,从而引发水患。
岩溶承压水水害的主要特点是水量大、水位高、涌水期限长、难以控制,给煤矿生产带来严重的危害。
岩溶承压水的主要形成原因有以下几点:1. 岩溶地层中的水源存在。
在煤矿所在地区,地质构造活动频繁,形成了复杂的岩溶地质结构,使得该地区地下水系统十分复杂,大量的地下水被嵌藏在岩溶地层中。
2. 地下水受到一定的压力作用。
在煤矿采煤过程中,由于煤的开采剥离,地表和地下岩层的受力状态发生了明显的变化,地下水也受到了一定的压力作用,使得原本嵌藏在煤层底板下的岩溶承压水逐渐涌入煤矿开采空间。
3. 煤层底板岩溶地层存在一定的渗透性。
岩溶地层的多孔介质和裂隙系统使得地下水具有一定的渗透性,当地质条件允许时,地下水就会通过裂缝、孔洞等渗透途径向煤矿开采工作面涌入。
二、综合治理探讨1. 加强地质预测。
在煤层开采前,进行详细的地质勘探和预测工作,充分了解岩溶地层的分布、厚度、渗透性等情况,为后续的灾害防范工作提供科学依据。
2. 健全地下水监测系统。
建立完善的地下水位、水质监测系统,对煤矿周边地下水动态进行实时监测,及时发现地下水渗漏情况,做好应急处置工作。
3. 采取灌浆固化技术。
针对煤层底板岩溶地层,可以开展钻孔注浆、封堵渗水通道等工程技术,有效减少地下水对煤矿开采空间的涌入,降低水害风险。
4. 加强煤矿排水工程建设。
合理设计、建设煤矿排水系统,采取降水、抽水等手段,及时排除地下水,降低煤矿水害的发生概率。
5. 进行科学合理的煤层开采。
采取合理的开采工艺和采煤方式,减少对地质环境的破坏,降低地下水位上升的速度,减少水害风险。
三、结语煤矿生产中,岩溶承压水水害是一种常见的地质灾害,其给煤矿生产和安全带来了严重的威胁。
关于底板承压水对工作面安全回采影响程度的研究
刘国利,邓新刚,于国强
(枣矿集团柴里煤矿,山东滕州277519)
摘要该文对工作面开采过程中底板裂隙岩层在裂隙水压力作用下的损伤演化进行定量描述,归纳煤层采动后对岩层破坏的机理,确定底板承压水对工作面回采安全的影响程度。
关键词底板承压水采动安全破坏深度影响程度
中图分类号TD163+.1文献标识码B
1柴里矿232、234采区概况及开采现状
(1)采区概况:232、234采区地面相对位于马庙村
西和西南,小丁庄南、东、西,二龙岗村北、东北。
区内
地形平坦,地面标高35.64 37.94m,东北高、西南低,
坡度约为1.5%。
两采区由于受南北向田岗断层和东西向程楼断
层、半阁向斜的影响,使两采区内受到东西和南北向的
张扭和挤压作用,故使断裂和褶曲构造较发育。
总观
二采区断裂构造较发育,四采区褶曲构造较发育。
(2)开采现状:234采区23403、23405南工作面仅
回采一分层,剩余工作面均已回采完毕。
232采区现
回采工作面有23
上205高档工作面、23
下
208工作面。
23
上
205高档工作面位于开拓新区,北为程楼断
层,西为二龙岗断层,处于两断层交汇处,伴生、次生构造发育。
工作面开采期间主要受3煤顶板砂岩水、断层裂隙带导水、封闭不良钻孔导水三类水害因素影响及威胁。
23
下
208工作面周边23407、23409工作面老空水在掘进时通过探放水钻孔已基本疏放完毕。
23408南工作面为积水区,有稳定的补给水源,正常补给量为
4m3/h,对23
下
208工作面的开采有一定影响。
该工作面直接充水水源为3煤顶板砂岩水,3煤顶板砂岩含
水层水虽经上分层23
上
408及周边23407、23409工作
*收稿日期:2011-05-30
作者简介:刘国利(1971-),男,2009年毕业于山东科技大学采矿工程专业,工程师,现任柴里煤矿科技科科长。
面的开采受到一定的疏放,但上部3煤顶板砂岩含水层仍有部分滞水。
上述两工作面采掘活动产生的涌水经232集运或泄水孔泄入-500m轨道、运输巷,对采区涌水量有较大影响。
2232、234采区水文地质情况
2.1主要含水层
2.1.1侏罗系砾岩
岩性由粉砂岩、砂质泥岩、中、细粒砂岩互层、砂砾岩及砾岩组成,不整合于煤系之上,属洞穴裂隙承压水,中等矿化度。
上部为粉砂岩和砂质泥岩,为相对隔水层段,中下部富水性相对增强,是工作面开采的间接充水水源之一。
侏罗系砾岩为强含水层之一,含水不均,局部溶洞发育。
该层距3煤顶板160 270m,3煤开采不受威胁。
2.1.23煤及其顶板砂岩
为弱含水层,3煤属裂隙水,顶板砂岩属裂隙-孔隙水,是煤矿直接充水含水层。
沿煤层或煤层顶板采掘时,局部将出现滴淋水,底板出现渗水,巷道掘后或工作面采后,低处将出现积水,半阁向斜轴部尤为明显,故要加强老塘水的探放。
2.1.3灰岩
(1)三灰:该层灰岩距3煤底板35 40m,厚约8m,沉积稳定。
为裂隙水,裂隙发育随埋深增加而减弱。
根据暗斜井和二总回巷道揭露,二水平北段三灰裂隙不发育。
且被方解石脉充填,易疏干。
根据二水平钻孔和巷道揭露,三灰富水性弱。
(5)加强岩层运动及其致灾监测研究。
建立起一支专职的矿压监测队伍,要对不同层次人员进行各种类型的监测与灾害预防培训,不断更新现场领导和工程技术人员的知识结构,掌握国内外矿山压力与巷道支护新理论和新技术。
(6)新矿区所处的岩层物性特征、结构、地质变异具有独特性,应通过系统研究,形成“本矿区煤巷支护技术实施规范”,对于其他矿区的经验不可照抄硬搬。
3结语
煤巷锚杆支护,在带来效益的同时,其安全性不容忽视。
只要坚持理论与实践相结合,合理设计、规范施工、强化现场管理、加强监测监控,将会有效避免冒顶事故的发生。
(2)十灰:厚约5m,富水性弱,对3煤开采构不成威胁。
(3)十四灰:厚约10m,为弱含水层,对3煤开采无威胁。
(4)奥灰:富水性强,厚400 700m,储水量大,为煤系地层基底。
在程楼断层下盘,奥灰抬起与上盘煤系地层相接触。
2.2232、234采区涌水量情况分析
(1)涌水量观测及其变化规律:开采3煤层,直接充水水源为3煤层顶板砂岩、三灰水,间接充水水源为Q
下
砂、砾层水和侏罗系砂、砾岩水。
为便于掌握各直接充水含水层水动态,分含水层测定其涌水量,三灰巷道揭露、十灰断层导水,出水点固定,设立固定测水点,3煤层顶板出水点多,易疏干,多设立临时测水点,在232、234采区排水出口设固定测水站。
根据多年观测,井田内地下水以静储量为主。
矿井涌水量与开采方式、地质构造、工作面采放高度及面长等密切相关。
采区开拓、回采由深而浅,初期涌水量大,尔后逐步减少。
(2)涌水量情况:两采区经十几年开采,现三灰水已基本疏放完毕,断层留设了防水煤柱,现涌水主要包括3煤顶板砂岩水、老空水。
长期观测结果显示,现采区涌水量合计约30m3/h,随采掘活动有一定浮动。
3232、234采区排、泄水系统
(1)传统的采区排、泄水系统布置方案:根据采区规模施工一定容量的采区水仓,配备核定排水能力的排水设备,并且需要安设数名专职排水人员。
一方面,采区采取二级或多级排水方式,排水能力相对下降;另一方面,安全系数降低,在采区水仓排水设备出现故障时,将产生瓶颈效应,给采区工作面安全生产带来较大危害,情况严重的,有可能造成水淹采区。
(2)232、234采区排、泄水系统现状:-500m轨道、运输巷道上距3层煤底板20 40m,末端施工有采区水仓用于排放上部工作面采掘时产生的涌水,因该岩巷系统已不再用于运输,采区水仓内设备被全部撤除,巷道内积水无法排出,巷道淹入水中。
经对该岩巷系统两端点、上部工作面底板、水仓上部二总回小井水沟底标高的测算,在保证上部工作面不受积水巷道内水流冲击压力影响的前提下,采用自流方式将两采区涌水泄出,两采区通过直接或采用泄水孔间接向废弃-500m轨道、运输系统泄水。
4采动过程中底板岩层破坏深度的确定
4.1工作面前后方底板的应力分布
由于煤层开采,上覆岩层荷载转移到工作面前方煤体和已压实的冒落矸石上,形成支承压力峰值区域。
煤壁前方底板岩体处于压缩状态,表现为压缩位移,而工作面后方采空区底板岩体处于卸压区,表现为膨胀位移。
在压缩区与膨胀区的交界处,底板岩体容易剪切变形而发生剪切破坏。
在正常推进过程中,煤层底板岩层具有采前应力(位移)升高(减小),采后应力(位移)降低(增大)及恢复3个阶段,随工作面推进而重复出现。
图1底板岩层应力分布区域
4.2工作面两侧底板的应力分布
在煤层倾角不大的情况下,工作面两侧底板应力分布状态基本相同。
支承压力通过煤体向底板传递,其底板应力值随着远离开采层而递减。
4.3煤柱区底板的位移特征
煤层开采之后,位于煤柱区的底板发生移动,底板岩体受支承压力的作用被压缩产生垂直向下的位移,由于受压缩底板岩体将向采空区方向延深而产生水平移动。
4.4切眼处底板的位移特征
随着工作面的开采,位于切眼附近的底板岩体应力总是小于原岩应力,即在切眼附近的底板岩层长期处于膨胀、卸压状态。
长期处于膨胀状态的底板最易产生张裂隙,故切眼处的底板产生的采动裂隙较多,带压开采工作面最易在此部位发生突水。
5结语
该区23
下
203综放工作面位于承压水体之上,-500m轨道巷、皮带巷内水体自流时,泄水通道出水口标高高于工作面局部低点,工作面部分处于水淹情况,掘进过程中必须将水排至煤层底板以下。
根据计算结论,工作面开采时煤层底板岩体最大破坏深度为12.32m,因此,必须使用排水设备将水位排至井口上平台12.4m以下,以确保工作面安全回采。