我国煤层底板突水问题的研究现状及展望

我国煤矿深部开采现状及水害防治分析摘要：煤矿水害是与瓦斯、火灾、粉尘、动力地质灾害并列的矿山建设与生产过程中的五大安全灾害之一。

随着我国经济的快速发展，生产活动对能源的需求越来越多，煤炭资源作为一种固体化石能源，在能源结构中占有很大比重，在国民经济发展中占有重要地位。

随着煤炭资源的大量开采，浅部资源开采殆尽，大部分矿区都将面临向深部延伸和开采下组煤的现实问题。

然而，深部煤层的开采，受到其下部灰岩含水层水的严重威胁，面临底板突水的危险。

关键词：深部矿井；水害治理；对策我国的煤炭资源在浅部的储量逐渐减少，煤矿开采已逐步由浅部向深部转移，然而随着煤矿开采深度的延伸，煤矿开采环境较之以前的浅部开采有很大的不同，隐伏构造探查、治理难度明显加大，中等采深以浅矿井防治水经验与做法已不能适应矿井深部煤层安全开采需要。

因此，有必要对煤矿深部开采水害治理技术存在的问题进行分析，并提出一些关键技术解决方案及研究方向，以更好地促进煤矿安全生产。

一、深部矿机水害产生的因素通过对现场测试结果分析并结合他人研究成果，总结出影响煤层底板突水的主要因素包括：煤层埋藏深度、工作面跨度、煤层底板的岩性及组合类型、地质构造及底板承受的水压等。

1.煤层埋藏深度的影响地下岩体在采动以前，山于重的作用在其内部引起的应力，通常称为原应力。

幵采前的岩体处于应力平衡状态，巧幵掘巷道或进行问采工作吋，破坏了原有的应力平衡状态，引起忠体内部应力的重新分布，直到到煤岩内部重新达到新的应力平衡为止。

煤层的埋深直接影响了岩体重应力的大小，埋深越大，煤层上覆若体的內重应力就越大，采场岩体应力重分布时造成的底板破坏程度就越严重，从而大大降低了底板有效隔水层的厚度。

当水力超过隔水层的阻水能力，就会导致突水事故的发生。

2.工作面跨度的影响在同样的开采条件，采掘工作面跨度越大，工作面周围的支撑力也就越高，从而造成应力的高度集中。

当应力向煤层底板转移后，极易造成采空区区域内的煤层底板变形破坏。

浅谈煤矿企业防治水工作现状及治理对策随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速，煤矿企业防治水工作已成为当今社会面临的严峻问题。

本文将围绕煤矿企业防治水工作的现状进行探讨，并提出相应的治理对策。

煤矿企业防治水工作的现状可以概括为以下几个方面：第一，煤矿企业防治水工作面临的问题比较突出。

煤矿企业的采矿活动会导致地下水位下降、地下水污染、地表水污染等问题，对周边环境和居民的生活造成了严重影响。

煤矿企业的矿山排水和相关设备的运行，也会带来水污染问题。

第二，煤矿企业防治水工作的法规制度尚不完善。

虽然我国已经出台了一系列关于煤矿企业防治水的法律法规，如《煤矿安全法》、《地下水保护法》等，但实际执行效果并不理想。

一方面，缺乏相关部门的监管和执法力度，导致煤矿企业可以逃避责任。

现有的法规缺乏针对性和操作性，无法满足实际防治水工作的需求。

煤矿企业防治水工作缺乏全面和系统的考虑。

目前，煤矿企业在防治水工作中主要集中在突发事故的应急处理上，而缺乏对系统性问题的长远规划和治理。

煤矿企业在防治水工作中缺乏科学性和技术性，缺乏对先进治理技术和设备的引进和应用。

针对以上问题，可以采取以下治理对策：第一，加强相关法律法规的制定和完善。

应完善煤矿企业防治水工作的法规制度，明确责任主体和责任义务，并加强执法力度，确保法规的有效实施。

应注重制度的针对性和操作性，提升法规的可操作性和可执行性。

第二，建立完善的监管机制和联防联控机制。

应建立由政府、监管部门、企业和社会组织等参与的煤矿企业防治水工作监管体系，对煤矿企业的防治水工作进行全面监管和评估。

建立起煤矿企业联防联控机制，实现不同部门和企业之间的信息共享和资源互动，提高防治水工作的协同效应。

加强科学技术支撑和创新研究。

应加大对煤矿企业防治水的科学研究和技术攻关力度，引进和推广先进的治理技术和设备，并对其进行适应性改进和创新。

加强对人才培养和团队建设，提高煤矿企业防治水工作的科学性和技术性。

煤矿防治水害的现状1.国内现状在突水机理的讨论上，曾先后提出了“突水系数”、“等效隔水层”和底板隔水层中存在“原始导高”等概念。

经过多年的试验、观测与讨论，认为底板突水机理是“含水层富水性、隔水层厚度及其存在的自然裂隙与水压、矿压等因素的综合作用结果。

”对突水分析采纳了统计学方法，力学平衡、能量平衡方法。

同时，开头应用井下物探技术，如坑道透视法、井下电法、氡气测定法等来探测充水水源和充水通道。

并在讨论、验证猜测突水量的数学模型方面有较大进展。

疏干降压是我国矿井防治水害的主要技术措施。

国内除普遍的采纳常常性疏干排水外，先后还进行了峰峰矿区和淄博矿区的薄层灰岩水的疏干和降压及邯郸矿区的疏干工作程序和疏干勘探方法。

80年月初，在淮南矿区还总体讨论了太原群灰岩水的疏干问题。

堵水截流是我国矿井防治水害的重要方法。

在静水与动水条件下注浆封堵突水点、矿区外围注浆帷幕截流等都有比较成熟的方法和阅历。

焦作、峰峰、煤炭坝等矿区都进行过这类工作，近年来又胜利的封堵了开滦范各庄矿特大型突水。

从60年月起在徐州、枣庄、新汶等煤矿和张马屯铁矿、水口山铅锌矿等不同水文地质条件下的灰岩地层中胜利地建筑了大型堵水截流帷幕，取得了良好的堵水效果。

近年来，峰峰四矿对煤层底板注浆截断岩溶水垂向补给通道，取得了明显的效果，供应了一种可借鉴的截流方法。

2.国外现状目前，国外主要采纳主动防护法，即采纳地面垂直钻孔，用潜水泵特地疏干含水层。

为了适应预先疏干方法，国外生产了高扬程（达1000m）、大排水量（达5000m3/h）、大功率（2000kW）的潜水泵，其疏干工程已渐渐采纳电脑自动掌握。

国外堵水截流方法也有很大进展，建筑地下帷幕方法愈来愈受到重视，苏联认为帷幕是今后疏干讨论工作的方向之一。

目前有些国家利用挖沟机在松散层中修建帷幕；开挖、护壁、清渣流水作业，是当前国外先进的堵水截流技术。

但是，现在国外还没有在岩溶地层中建筑大型帷幕的实例。

为充分利用隔水层厚度，削减排水量，国外正在对隔水层的隔水机理、突水量与构造裂隙的关系、高水压作业下的突水机理以及隔水层稳定性与临界水力阻力的综合作用等进行讨论。

分析煤矿防治水工作的现状问题及发展对策现阶段我国煤矿防治水领域中还存在不少问题，为了能够解决煤矿防治水领域中存在的问题，需要编制一系列的对策，并依据具体问题具体解决的原则处理各种问题，笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载，首先介绍我国煤矿防治水现状，在提出一些解决办法，希望能够促使煤矿防治水工作效率及效果得到保证，促使我国煤矿开采行业走上稳定发展道路上。

标签：煤矿；防治水1.我国煤矿防治水工作实际情况在我国防治水工作标准不断提升的背景下，各个地区推行的规章制度也逐渐完善起来，为了能够妥善完成防治水工作，各个地区相继出台了一些政策。

在煤矿防治水政策出台之后，依据当地实际情况，编制出来了一系列具有现实意义的煤礦防治水细则。

切实提升煤矿防治水技术水平，也提供一些煤矿防治水设备。

在各项措施实际应用的过程中，取得了十分明显的效果，在政府和煤矿生产企业共同付出努力的背景下，逐渐解决了一些煤矿防治水重难点问题。

科研人员也在实际工作的过程中不断付出努力，逐渐构建出矿金水文地质立体综合勘探技术体系，也研发出来了突水问题长期预测技术，在防治水水平不断提升的而不精下，科技带动煤矿防治永管理工作的发展，并且将信息化管理平台作为基础内容，大部分煤矿开采企业都构建出来水害预测及报警系统。

在煤矿防治水系统不断完善的背景下，促使煤矿防治水工作的优势变得更为明显起来，大部分煤矿企业在行政审批及技术管理工作进行的过程中，切实落实责任到人权责机制。

也有很多监管部门在煤矿防治水领域中监督管理，促使煤矿防治水工作得以顺利开展，各个煤矿防治水工作人员也积极的履行自身的责任，假如发现煤矿当中存在问题，就会积极的使用适应性较强的措施解决煤矿防治水领域中存在的问题。

2.现阶段我国煤矿防治水领域中存在的问题2.1 投入资金的难度高我国范围内大部分煤矿企业都应用承包制，即便是得到了政府的监督管理，但是监督管理肯定有疏漏的时候，因此很多煤矿和在安全保障领域中的资金投入力度不高。

不平衡数据下的煤层底板突水预测研究矿井突水是煤矿生产中的重大灾害之一,其突发性和破坏性极强,具有事故发生频繁、危害程度大等特点,威胁着矿工的生命财产安全。

由于煤层底板突水预测问题受自然环境、水文地质等多种复杂因素的影响,因此传统方法的预测效果并不理想。

一些新兴的智能算法在平衡样本下进行突水预测,虽然取得了一定的效果。

但在平衡样本下进行突水预测,仍存在一些问题。

在现实中,突水事件远少于不突水事件,突水样本数量十分稀少,使样本集常处于不平衡状态。

如果针对不突水事件的预测准确率较高,而对突水事件的预测准确率较低,将直接影响预测效果。

因此,提高不平衡数据下少数类样本的预测精度是煤层底板突水预测领域内尚需解决的问题。

本文在充分研究传统方法和机器学习算法的基础上,针对煤层底板突水数据的特点,在不平衡数据下构建了基于K-means-Relief-HSMOTE-PSO-SVM的底板突水预测模型。

首先,应用K-means法优化Relief方法,对底板突水指标进行筛选,以弥补Relief指标筛选方法导致突水特征权重值偏大的缺陷;其次,针对SMOTE方法在处理不平衡数据时出现的因噪声数据敏感、模糊正负类边界、插值空间过小导致过拟合等问题,提出h维空间的过采样算法(HSMOTE),使底板突水数据集趋于平衡;应用粒子群优化支持向量机(PSOSVM)预测降维、平衡后的突水数据。

最后,在Matlab平台上应用UCI数据库中的fertility、German数据集进行仿真实验,验证K-means-Relief-HSMOTE-PSO-SVM模型的可行性和准确性。

通过对华北典型煤矿实测样本进行分析,综合选取了六个煤层底板突水的主要影响因素,将其输入K-means-Relief-HSMOTE-PSO-SVM中试验50次,并与其他模型进行对比。

结果表明:本文建立的煤层底板突水预测模型明显优于对比模型,所建模型能够提取关键突水特征因子,弥补SMOTE方法的缺陷,优化了SVM的参数选取,有效地提升了在不平衡数据下对少数类突水样本的预测精度和几何平均正确率。

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。

承压水上煤层底板破坏理论研究现状摘要：在大量阅读国内外文献和研究成果的基础上，对承压水上煤层底板破坏的理论进行系统的总结，并指出现有理论存在缺点和不足，指导煤矿安全高效生产。

关键词：承压水底板破坏研究现状随着开采深度的增加，综合机械化采煤、放顶煤技术的普遍应用，承压水上开采的工作面日益增多。

为了防治工作面突水的威胁，国内外许多专家和学者对底板破坏机制做出了大量研究工作，提出了很多底板破坏的理论。

但是由于煤炭开采环境的特殊性，现有研究理论只能适用于特定的条件，适用范围有限。

开展承压水压条件下工作面底板破坏理论的研究，对于最大限度回收煤炭资源，实现矿井安全高效生产意义重大。

1底板破坏国外研究现状国外许多产煤国如苏联、波兰、匈牙利等，由于受矿井突水威胁较早，因此对底板破坏的研究起步也比较早。

20世纪40年代，苏联学者b.斯列萨列夫首次用静力学理论对底板进行研究，提出了底板固定梁的概念。

m.鲍莱茨基等学者给出了底板破坏的一些名词和概念，如底板开裂、底鼓、底板断裂等。

40到50年代，匈牙利学者韦格佛伦斯提出底板相对隔水层的概念，认为底板突水事故与承压水压力和隔水层厚度有关，此理论于60到70年代被列为匈牙利《矿业安全规程》。

70年代后，苏联学者也开始对相对隔水层的理论进行了研究，包括水流、岩石结构关系以及采空区应力变化对隔水层厚度的影响等。

2底板破坏国内研究现状自20世纪60年代后，由于矿井突水事故大幅度上升，我国学者对底板破坏规律进行了系统的研究。

1981年，中国工程院刘天泉院士在对采空区底板破坏的描述中，提出了底板破坏的“三带”论述。

将底板自上而下分为鼓胀开裂带、微小变形移动带和应力微变带。

1998年，山东矿院李白英、高延法等学者提出了“下三带”的理论。

该理论认为底板岩层像覆岩一样也存在“三带”，自上而下分别为：矿压破坏带、完整隔水带、原始导升带，如图1。

该理论认为底板突水事故并不仅仅是因为在承压水作用导致底板破坏而引起的，而是承压水与矿山压力共同作用的结果。

矿井水害防治课程论文论文题目：简述我国煤矿水害防治技术及研究现状班级学号姓名任课老师日期简述我国煤矿水害防治技术及研究现状摘要：:为尽可能减少煤矿水害事故及提高矿山安全开采能力，本文通过对现有煤矿水害防治技术的汇总，对当前煤矿水害类型分类、煤矿水害致因、煤矿水害防治措施和防治体系研究现状的分析，得以未来水害防治研究进行展望，得出在煤矿水害防治技术与装备方面，煤矿水害防治技术研发平台方面，煤矿水害防治安全管理方面的发展趋势。

关键词：煤矿水害技术现状趋势引言矿井水害一直是制约我国煤炭生产发展的重要因素之一。

地下水涌入矿井,不仅造成生产损失和人员伤亡,导致多种环境负效应,而且还威胁着大量煤炭资源不能开采[1]。

据有关调查报告知[2]，2020年全国煤矿共发生水害死亡事故7起、死亡25人,同比增加4起、15人分别占全国煤矿事故起数和死亡人数的5.7%和11.1%。

其中较大事故2起(重庆、山西各1起)、死亡8人同比起数持平、人数减少1人。

分别占全国煤矿较大事故起数和死亡人数的20%和16.3%;重大事故1起(湖南1起)、死亡13人同比增加1起、13人分别占全国煤矿重大事故起数和死亡人数的3.3%和25.0%。

2020年11月29日，湖南省衡阳市耒阳市导子煤业有限公司源江山煤矿发生重大透水事故，造成13人死亡，直接经济损失3484.03万元。

2020年11月11日，山西朔州平鲁区茂华万通源煤业有限公司发生较大透水事故，造成5人死亡，直接经济损失约2570万元。

可知水害造成的生命财产损失极为严重，所以分析煤矿水害防治技术现状、研究解决面临的新问题，对于实现技术突破和产业转型升级，乃至进一步做好防治水工作，大幅度减少水害事故具有重大的现实意义。

1 我国矿井水害防治技术通过物探、钻探手段进行水害探测探查，开展突（透）水危险性及矿井涌水量预测预报，实施危险区域水害超前治理，辅以安全防隔水煤（岩）柱留设及其应力应变、水压等局部监测，可实现煤矿水害的灾前预防。

《王楼煤矿离层形成及其突水机理研究》篇一一、引言煤矿采空区的安全问题一直是矿井安全生产中最重要的课题之一。

离层作为煤矿采空区的重要现象，对于煤层的稳定性和安全开采具有重大影响。

特别是像王楼煤矿这样的高瓦斯、高水压矿区，离层的形成及其导致的突水事故，不仅危及到矿工的生命安全，也给煤矿生产带来极大的经济损失。

因此，对王楼煤矿离层形成及其突水机理的研究具有重要的理论和实践意义。

二、王楼煤矿概况王楼煤矿位于我国某煤炭资源丰富的地区，具有高瓦斯、高水压的特点。

矿区地质条件复杂，煤层赋存条件多变，且受到地下水的长期影响，容易发生突水事故。

多年来，该矿在生产过程中积累了大量的离层现象及突水事故数据，为本次研究提供了丰富的素材。

三、离层形成机理（一）离层定义及分类离层是指煤层开采后，由于岩层移动和变形而形成的空间层状结构。

根据其形成原因和形态特征，可分为采动离层、构造离层和重力离层等类型。

（二）王楼煤矿离层形成条件王楼煤矿的离层形成主要受到煤层厚度、顶板岩性、采煤方法及地下水活动等因素的影响。

在长期的开采过程中，由于地下水位的变化和采煤活动的扰动，使得顶板岩层发生移动和变形，从而形成离层。

（三）离层形成过程分析离层的形成是一个动态的过程，涉及到岩层的移动、变形和破坏等多个环节。

在王楼煤矿，由于煤层的开采，顶板岩层受到破坏，产生应力集中和位移，进而形成离层。

四、突水机理研究（一）突水定义及分类突水是指矿井在开采过程中，由于各种原因导致地下水资源突然涌入矿井的现象。

根据其发生原因和特征，可分为构造突水、采动突水和老空区突水等类型。

（二）王楼煤矿突水原因分析王楼煤矿的突水主要由离层的形成和发展引起。

由于离层的存在，地下水能够沿着煤层和岩层的缝隙进入矿井，当水量达到一定程度时，就会发生突水事故。

此外，地下水位的变化、采煤方法的不合理等因素也会加剧突水的发生。

（三）突水过程分析突水过程是一个复杂的物理过程，涉及到地下水的运动、岩层的变形和破坏等多个环节。

煤矿水害防治技术的现状及发展趋势近年来，随着煤矿水害问题的日益凸显，煤矿水害防治技术也得到了广泛的关注和研究。

本文将从现状和发展趋势两方面进行探讨。

一、煤矿水害防治技术的现状1. 治理模式逐渐多样化随着技术的不断发展，煤矿水害的治理模式也逐渐多样化。

除了传统的工程治理模式外，如水文地质勘查、防渗堤建设、深部注浆等，还出现了一些新技术，如水文地质数学模型、生物修复等，它们使得煤矿水害防治技术更加全面。

2. 技术手段更加先进现代科技的进步，不仅使得煤矿水害防治技术更加先进，而且使得治理效果更加显著。

如：煤矿水害自动监测预警系统，数据采集、传输和处理技术的不断提升，可实现对矿山水文地质条件的实时监测和预警，防止发生灾害事故。

3. 实践成果在不断显现近年来，国内外研究机构和企业在煤矿水害防治方面进行了大量的研究和实践，收到了明显的成效。

如中国煤炭科工集团公司通过多年的水文地质相关技术研究和应用，使鄂尔多斯某煤矿水害控制率从75%提高到95%。

二、煤矿水害防治技术的发展趋势1. 多层次的预警机制未来煤矿水害防治技术的发展重点将放在预警机制的建立和完善上。

通过多层次的预警机制可以在灾害发生前及时掌握情况，采取相应措施，从而降低灾害损失。

2. 智能水害防治技术随着物联网技术、人工智能等技术的不断发展，未来智能水害防治技术将逐渐应用到煤矿水害防治中。

例如：煤矿水害智能预警系统可以提高预警精度，为防治提供更精准的数据支持。

3. 绿色环保治理技术在煤矿水害防治中，生物修复技术、湿地建设技术等绿色环保治理技术将会成为未来的发展方向。

这些技术不仅可以产生良好的经济效益，而且可以减少对环境的污染，为煤矿产业的可持续发展提供良好的保障。

综上所述，煤矿水害防治技术在治理模式、技术手段、实践成果等方面已经取得了长足的进步。

未来煤矿水害防治技术的发展趋势将会更加注重预警机制的建立和完善、智能化技术的应用以及绿色环保治理技术的发展。

煤矿防治水工作存在突出问题及应对措施探析摘要：近些年来，随着我国煤矿开采技术的不断进步，开采技术及相关设备更加先进，技术含量更高，生产矿井的部分技术设备已经不符合现阶段对煤矿开采的技术要求，需要研发和更新开采设备。

从近年来发生安全事故的情况来看，水文因素是主要原因之一。

因此，煤矿防水、治水工作迫在眉睫，需要加快方案制定。

地测防治水关系整个煤矿开采的发展和进度，一旦发生较为严重的水害，不仅会影响开采质量，还会威胁工人生命安全。

开展防治水工作，不仅是为了提高煤矿开采效率和质量，也是煤矿以人为本管理理念的具体体现。

底板奥灰岩溶水害是威胁我国煤田煤炭资源安全开采的主要灾害之一，本文重视对底板奥灰水防治项目措施展开研究。

关键词：煤矿防治水；问题；应对措施引言随着资源的枯竭，赋存条件好、埋藏浅的煤炭资源都基本采完，开采大采深、赋存条件差的资源成为必然的趋势。

奥陶系灰岩作为华北地区的主要含水层，对开采下组煤有着很大的影响。

为安全开采受承压水影响的煤炭资源，必须先进行开采技术评价。

1项目概况煤系沉积基底奥陶系峰峰组二段石灰岩，水文地质条件复杂，含水空间以溶蚀裂隙为主，富水性具有明显的不均一性，且岩溶水连通性良好，具有区域性的水位标高+372.00m。

水头压力大，主要可采煤层均处于+372.00m以下，由于太原组下部岩层隔水性能不稳定，奥灰水将对煤层开采造成一定威胁，煤层开采时需严加防范奥灰水对矿井的危害。

4号煤层底板至奥陶系石灰岩顶面距离27.30～121.00m，一般厚度30～60m左右，5号煤层底板至奥陶系石灰岩顶面距离20.85～92.86m，一般厚度20～50m左右，虽远大于底板破坏裂隙厚度，但奥灰岩溶水水头压力高，富水性强，由于太原组下部隔水岩层隔水性能相对不稳定，当位于构造发育地段，其底板隔水层遭受构造破坏的情况下，或者存在垂向导水通道时，煤层开采便有可能造成奥灰水突出，矿井生产中应引起足够重视。

2煤矿防治水工作存在突出问题2.1矿井开采时顶板破坏及涌水采用传统的全部垮落法处理采空区顶板时，随着采煤工作面的推进，采空区上覆岩层会发生移动、破坏，出现垮落带（Ⅰ）、裂隙带（Ⅱ）和弯曲下沉带（Ⅲ）。

顶板突水机理研究历史及现状 1 顶板突水国外研究概况 国外煤矿开采已有百年的历史，因此，对煤层覆岩变形破坏研究有了长期的实践经验和理论基础。由于地质条件及煤层赋存状态的差异性，各国相应的研究进程也不尽相同。早在1838年,比利时工程师哥诺特提出第一个理论“垂线理论”；Gonot又以实测资料为基础提出“法线理论”认为采空区上下边界开采影响范围可用相应的层面法线确定；在1885年，法

国人Fayol提出了“圆拱理论”；豪斯于1889年提出了“分带理论”，在1903年Halbaum将采空区上方的岩层看做是悬臂梁，导出地表应变与曲率半径成反比的结论； Fckardt于1913年把岩层移动过程视为各岩层逐渐弯曲的结论；英国矿业局早在1968年就颁布了海下采煤条例，对覆岩的组成、厚度、煤层采厚及采煤方法等作了具体规定；俄罗斯于1973年出版了确定导水裂隙带高度的方法指南，1981年颁布了有关水体下开采的规程，根据覆岩中黏土层厚度、煤厚、重复采动等条件的变化来确定安全采深[1]-[4]。 为揭示煤矿上覆岩层移动的结构形式和力学本质，国外许多学者及研究员提出了众多的假说和理论模型，下面介绍几种应用较广的理论[1]。 1.1 拱形冒落论和压力拱假说 拱形冒落论是俄罗斯的M．M．普罗托吉亚科夫于1907年根据结构力学中的压力曲线理论提出的；德国人哈元和吉列策尔于1928年提出了压力拱假说，补充说明了拱形冒落的假说。该假说借用了巷道顶板的成拱作用，认为采掘时在地下的岩层中形成了空间，引起覆岩冒落，直到形成一个近似拱形的顶。但是在顶板和底板所形成的压力拱，随工作面的推进不断向前移动，随采掘空间的变化而不断变化拱的跨度和高度，直到拱顶发展到地表。 1.2 悬臂梁冒落论和冒落岩块碎胀充填论 悬臂梁冒落论由德国的舒尔茨和施托克提出。该理论将工作面和采空区上方的顶板看成梁或板，初次冒落之后，一端固定在前方的岩石上，只发生弯曲而不折断。当悬臂梁的长度悬伸很大时，便发生周期性的折断，造成周期性的冒压。悬臂梁冒落论符合大面积回采所引起的顶板冒落情况，至今还在使用。而冒落岩块碎胀充填论认为，冒落的岩块可以自然地碎胀，充填采空区的空间，因而限制了顶板冒落的发展，趋向于稳定状况。这两个理论可以互相配合,解释长壁式采矿工作和大面积覆岩破坏。该假说比较适合层状岩层断裂时的情况。 1.3 冒落岩块铰结论 冒落岩块铰结论是原苏联的库兹涅佐夫提出来的，他将工作面上覆岩层的破坏分为两个带：上部的规则移动带，其移动的岩块互相联系和铰合，成一条铰链形状，在采空区上方规则地下沉；下部的不规则垮落带又分为两个部分，其上部的岩块仍按原来方向规则排列，其下部的岩块则可以自由地冒落到采空区内，杂乱无章地排列。 为了对矿井顶板突水进行有效地防治，国外采用将地面垂直钻孔且用潜水泵疏干含水层的主动防护法和建造地下帷幕的堵水截流方法。目前的预测方法主要有统计学方法、突变论方法和现场试验，如水力压裂法等。另外，还有通过物探来地了解煤层中的应力分布情况。如德、英、美等国借助槽波地震法探测落差大于煤层厚的断层，以及采用井下数字地震仪探测岩层中的应力分布；前苏联从超前孔中用无线电波法研究岩溶发育带来预防突水[15]。

煤矿水害现状及防治对策引言煤矿是中国重要的能源资源，但煤矿开采过程中存在着水害问题。

煤矿水害不仅会造成矿井工作面积水，威胁矿工的生命安全，还会对矿区生态环境造成严重破坏。

本文将通过分析煤矿水害的现状，探讨防治煤矿水害的有效对策。

一、煤矿水害的现状1. 煤矿水害的类型煤矿水害主要有地表漏水、巷道积水和矸石水库溃坝等形式。

其中，地表漏水是煤矿水害中最常见的类型，多发生在高含水层、围岩破碎或堆煤场。

巷道积水主要由于地下水涌入或工作面采煤过程中产生的煤层水。

矸石水库溃坝是煤矿水害中最严重的一种形式，会对周边生态环境造成巨大影响。

2. 煤矿水害的影响煤矿水害对安全生产和环境保护带来了严重威胁。

首先，水害会导致矿井工作面积水，增加矿工的工作难度和风险，甚至威胁矿工的生命安全。

其次，水害还会导致矿井的通风和煤层气抽采受阻，增加瓦斯爆炸和矿井火灾的风险。

此外，水害还会造成地面塌陷、地下水位升高、山体滑坡等环境问题，对生态环境造成严重破坏。

3. 煤矿水害的原因煤矿水害的发生原因复杂多样。

主要原因包括地下水源丰富、矿井地质条件复杂、采煤工艺不当等。

煤矿水害的形成通常是由于控水措施不力或工作面施工过程中出现问题所致。

此外，煤矿地下水的长期排泄也会导致煤矿周边地下水位升高，加剧煤矿水害的风险。

二、煤矿水害防治对策1. 加强水害监测与预警煤矿水害的防治首先需要进行水害监测与预警工作。

通过建立水害监测系统，实时监测煤矿地下水位和地表水位的变化，及时预警水害风险。

同时，还应加强对矿井巷道和工作面的水文地质勘察，及早发现潜在的水害隐患，采取预防措施。

2. 加强煤矿排水技术针对不同类型的煤矿水害，需要有针对性地采取排水技术。

对于地表漏水问题，可以采用加固输水管道、降低输水压力等方式进行治理。

对于巷道积水问题，可以加强巷道支护、提高巷道排水效果。

对于矸石水库溃坝问题，需要加强监测和预警系统，确保矸石水库的安全运营。

3. 完善煤矿水害应急管理在煤矿发生水害时，需要有完善的应急预案和处置措施。

我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望一、概述随着我国煤炭产业的快速发展，矿井水产生量不断增加，对矿区生态环境和煤炭资源的可持续利用构成了严重威胁。

矿井水防控与资源化利用的研究与实践，对于保障矿区生态安全、推动煤炭行业绿色发展具有重要意义。

本文首先概述了我国矿井水的基本特点，包括水质复杂、含盐量高、悬浮物多等，然后回顾了近年来我国在矿井水防控和资源化利用方面所取得的主要研究进展，包括矿井水治理技术的创新、资源化利用途径的拓展等。

在此基础上，分析了当前我国矿井水防控与资源化利用面临的主要问题，如技术研发不足、政策支持不够、市场机制不完善等。

对未来矿井水防控与资源化利用的研究方向进行了展望，提出了加强技术研发、完善政策体系、推动市场化运作等建议，以期为我国矿井水的有效防控与资源化利用提供参考。

1. 矿井水的定义和特性矿井水，亦称为矿山废水或矿坑水，主要来源于矿山的开采活动。

它包括了矿体疏干水、矿坑涌水、洗选废水、尾矿库溢流水以及矿山的生产、生活污水等。

这些水体通常含有悬浮物、重金属、有毒有害元素以及放射性物质等多种污染物，其成分和性质受到矿山地质条件、开采方式、矿石性质、气候条件等多种因素的影响。

水质复杂多变：由于矿井水的来源广泛，且受到地下矿体的多种因素影响，其水质变化较大，难以用统一的标准来描述。

污染物种类多：矿井水中可能含有多种污染物，如悬浮物、重金属、有毒有害元素和放射性物质等，这些污染物对人体健康和生态环境都有较大的危害。

处理难度大：由于矿井水的水质复杂多变，且污染物种类繁多，导致其处理难度较大，需要采用多种技术手段进行处理。

矿井水的问题不仅在于其对环境的污染，更在于其资源的浪费。

研究和开发矿井水的防控与资源化利用技术，对于保护生态环境、实现可持续发展具有重要意义。

2. 矿井水防控与资源化利用的重要性矿井水防控与资源化利用对缓解水资源短缺、保护生态环境以及支撑能源资源产业高质量发展具有重要意义。