煤矿顶板突水机理和防治技术的现代研究

36 /矿业装备 MINING EQUIPMENT掘进巷道顶板综合防治水技术与实施要点研究□ 王佳佳 山西世德孙家沟煤矿有限公司煤炭资源开采中，在展开有效的巷道掘进工作。

掘进的同时，需重视巷道顶板的状态。

积水对顶板安全的影响十分明显，如果积水超出一定范围，则会造成掘进工作面安全事故的发生，威胁煤矿生产安全。

基于此，展开对掘进巷道顶板研究，提出有效 顶板综合防治水技术，再对其具体的实施要点进行阐述，详细内容如下。

矿井概况为充分研究掘进巷道顶板综合防治水技术及其要点，需在了解矿井基本情况的基础上。

其中，开挖情况确定矿井的基本情况，以夏季掘进巷道开挖为例，过度降水对顶板的影响较大。

主要是因为降水后，顶板与岩石之间发生反应，则造成岩石的密度下降，从而造成裂缝的产生。

这些裂缝则给予了雨水富集的空间，逐渐在岩层和顶板之间形成一道蓄水层，这样则给掘进巷道带来安全隐患，而且，这一蓄水层的产生，不易被察觉，且需定期展开顶板检查工作，减少顶板的腐蚀。

掘进巷道的支护择取的锚杆和锚网喷浆支护，这类支护方式的支撑能力较好。

掘进早期，部分凹凸的地面同样能型号才能水源富集区，随着掘进深度增加，掘进巷道的的积水量也发生变化。

掘进深度为500 m 左右时，如未能实现顶板排水，则会诱发锚固效果障碍，甚至引起顶板脱离、矸石掉落的情况，甚至能够达到30 t 以上，造成安全隐患。

具体防治水研究中，需对煤炭开采现实状况、采空区积水数量等进行研究，如果掘进巷道距离采空区相对较近，且采空区未采取有效排水，则诱发事故。

现本文以某煤矿的一具体煤层为例，研究分析综合防治水技术。

该煤层距上部采空区平均距离为11.5 m，直接顶砂纸泥岩，基本顶为泥岩，矿井含水量相对较少，采空区上覆岩层裂隙发育，为雨水进入上覆采空区提供了条件。

探测方式选择及结果研究为完成对掘进巷道顶板的综合防治水，则需率先展开对掘进巷道顶板展开研究，详细内容如下。

探测方法选择具体的探测方法选择中，需结合具体顶板蓄水量和积水的主要位置，展开综合探测方式选择。

煤矿顶板离层水害形成机制、致灾机理及防治技术摘要：顶板离层水害对煤炭生产的威胁日益增大，已成为近年来矿井水害防治的研究热点。

本文详细分析了煤矿顶板离层水害形成机制、致灾机理及防治方法。

关键词：离层水害；致灾机理；防治方法离层水是指煤层开采后顶板覆岩不均匀变形破坏形成的离层空腔积水。

当前，遭受离层水害的矿井分布范围广，涉及的开采煤系齐全，不同煤矿离层水形成条件和影响因素、致灾成因、水害强度等存在差异，由此可见离层水害问题的复杂性。

一、覆岩离层水形成机制1、可积水离层。

发育在导水裂隙带上的离层才能满足积水条件。

采场顶板离层按其持续稳定时间、最大离层量、富水性可分为裂隙型及空腔型，其中，“空腔型”离层具有离层空间大、稳定时间长、富水性和渗水性强特点，是造成离层水水害的主要离层类型。

其主要形成于软硬互层结构地层中，集中发育于厚硬岩层底部；此外，煤层采厚越大，越易形成“空腔型”离层。

2、离层周围存在补给水源。

离层达到“封闭”可积水条件后，只有在相邻含水层补给时，才能形成离层水体。

天然含水层的富水性决定了采动离层空间中积水强度，进而影响离层涌突水强度。

3、离层空间持续时间足够长。

离层发育是一个动态过程，随着采煤工作面不断推进，采空区面积逐渐增大，离层空间逐渐扩大；当离层空间发育到极限时，即当离层空间上伏岩层达到极限破断距时，其上覆岩层发生断裂并整体下沉，离层空间会迅速缩小甚至闭合，上述过程所经历的时间即是离层空间持续时间，其持续时间越长，则充水时间越长、积水水量越大。

二、煤层覆岩离层水害致灾机理1、多煤层叠加开采下离层水害形成机制。

在近距离煤层叠加开采条件下，煤层后期开采会重复扰动煤层顶板覆岩，导致顶板覆岩破坏加剧，导水裂隙带抬高，最终在离层空间与下伏采场形成导水通道，引起离层水害。

根据覆岩工程地质条件、导水通道形成原因、突水特征等，可将其分为两类。

①重复扰动突水。

离层突水致灾机理为：煤层开采初期，离层空间位于导水裂隙带上方，处于稳定状态；在后期采煤重复扰动下，导水裂缝突破隔水层，形成导水通道，导致离层突水。

煤矿顶板离层水突水机理与防治摘要：在矿井建设和生产过程中，研究矿井水的最终目的是搞清水的来龙去脉并与之作斗争，以便根据矿井具体条件，订出合理的措施，从而预防和消除矿井水的威胁。

而矿井防水之所以被认为是一种积极措施，是因为它在许多方面，可以解决只靠排水所不能解决的问题，同时在经济上更为有利，这正是在矿井水防治工作中坚持“以预防为主、防治结合”的原因所在。

煤矿生产工作中，要在《煤矿防治水规定》等有关法律法规的指导下，及时准确地收集补充完善矿井水文地质原始基础资料，进一步查明存在的水害隐患，制定有针对性的防治水措施并严格执行，只有这样，才能够有效防止矿井水害事故的发生，保证矿井安全健康发展。

关键词：矿井水灾；影响；防治；措施一、影响矿井水灾发生的因素煤矿水灾的诱发原因多种多样，发生水灾时往往并不是由单一的原因引发的事故，而是由多种原因共同作用而引发的。

因此，全面细致地了解矿井水灾发生的影响因素，对矿井水灾的防止有非常重要的作用。

矿井水灾发生的影响因素可简单的分为以下几条：（1）地面防洪、防水措施不当，或因对防洪设施管理不善，暴雨山洪冲毁防洪工程，使地面水涌入井下，造成灾害；（2）水文地质条件不清，井巷接近老窑区、充水断层、强含水层、陷落柱时，不事先探放水，盲目施工；或探放水，但措施不当，而造成淹井或伤亡事故；（3）井巷位置不合理，如布置在不良地质条件中或接近强含水层附近，施工后在矿山压力与水压力共同作用下，发生顶板或底板突水；（4）乱采、乱掘，破坏了防水煤柱，岩柱造成突水；（5）工程质量低劣，井巷严重塌落冒顶，造成顶板塌落，沟通强含水层突水；（6）管理不善，井下无防水闸门或虽有闸门但未及时关闭，矿井突水时不能起堵截水作用；（7）矿井排水能力不足或排水设备平时维护不当，水仓不按时清挖，突水时排水设备失效而淹井；（8）测量错误，导致巷道揭露积水区或含水断层突水而淹井；（9）忽视安全生产方针，思想麻痹大意，丧失警惕，没有严格执行探放水制度、违章作业等。

煤矿掘进巷道顶板事故及合理防范方式研究煤矿掘进巷道顶板事故是煤矿生产中常见的一种事故。

煤矿掘进巷道顶板事故的发生对矿山生产和矿工安全都造成了巨大的威胁。

研究煤矿掘进巷道顶板事故的原因及合理的防范方式对矿山生产和矿工安全具有重要意义。

一、煤矿掘进巷道顶板事故的原因1. 岩层断裂和变形：煤矿地质条件复杂，岩石含水量较高，岩层易于产生断裂和变形。

在掘进巷道时，岩层的断裂和变形会导致顶板不稳定，进而引发顶板事故。

2. 突水：在煤矿掘进过程中，地下水经过矿井排出，形成排水通道。

当掘进巷道的速度太快或者巷道内部的排水设备故障时，地下水会突然涌入巷道，增加巷道的水压，进而导致顶板事故。

3. 爆炸气体：煤矿中常常存在可燃气体，如甲烷。

在掘进巷道时，若甲烷随着岩层破碎物质进入到巷道中，一旦遇到火源，容易引发爆炸事故，导致巷道顶板崩落。

4. 地震：地震是顶板事故的直接原因之一。

地震会导致地下岩石发生断裂和位移，进而引发顶板事故。

二、合理的防范方式1. 加强巷道支护：在掘进巷道时，应根据巷道的地质条件和岩层的断裂程度及时加强巷道支护。

常用的支护方式包括喷浆锚杆支护、锚索支护等。

通过合理的巷道支护方式，可以有效地保持巷道顶板的稳定性。

2. 控制掘进速度：掘进巷道时应控制掘进速度，避免过快掘进造成顶板不稳定。

在掘进过程中，应根据实际情况适时停车检查巷道的支护情况，确保巷道的安全。

3. 加强排水设备的维护：巷道掘进过程中，应随时检查和维护排水设备，确保排水通道的畅通。

特别是在巷道有突水的地区，应加强排水设备的维修和保养，确保巷道的水压不过大。

4. 加强瓦斯抽放工作：煤矿中存在可燃气体时，应加强瓦斯抽放工作，减少巷道内可燃气体的积累。

加强瓦斯抽放工作可以有效地降低爆炸事故的发生率，进而减少顶板事故的发生。

5. 加强地震监测：地震是顶板事故的重要诱因之一，煤矿应加强地震监测工作，及时掌握地震的发生情况。

在地震发生后，煤矿应及时采取措施，如暂停巷道掘进工作，确保矿工的安全。

矿井突水事故的原因分析与防治措施研究矿井突水事故是指在矿井开采过程中，由于水的涌入或堆积导致矿井内部出现严重水灾的情况。

这种事故往往具有突发性和危险性，造成人员伤亡和经济损失。

因此，对于矿井突水事故的原因进行深入分析以及制定有效的防治措施非常重要。

本文将就此进行讨论。

一、矿井突水事故的原因分析1. 水源问题：矿井周围多水源（如河流、湖泊、地下水位等）或废水排放不好，容易导致水涌入矿井矿体中，形成突水事故。

2. 矿井设计问题：矿井的排水系统不完善、通风系统不够稳定，或者采煤等作业过程中未能及时排除水体，都有可能导致矿井内积聚大量水分。

3. 地质条件：矿井所处的地质条件可能存在地下河道、断裂带等特殊地理构造，这些地质因素使得矿井突水事故的发生概率增加。

4. 人为操作问题：不妥善的操作和管理，如不按照规定对井下设备进行维护、保养，不及时查修、处理矿井排水和通风系统等故障，都有可能引发矿井突水事故。

二、矿井突水事故的防治措施研究1. 提前发现：加强矿井水文地质勘探，充分了解矿区地下水位、水源、地下水透明情况，并利用先进的检测技术进行水文监测，及早发现矿井突水的迹象。

2. 加强排水系统：完善矿井的排水系统，采用合理的排水方式，包括使用适当的排水设备和引进先进的排水技术，确保矿井内水位低于工作面，减少突水风险。

3. 加强通风系统：合理设置通风设备，保证矿井通风系统正常运行，及时排除井下积水、湿气等，提高作业人员的安全度和生产效率。

4. 管理与规范：建立完善的矿井管理制度，加强对工作人员的教育培训，强化操作规程，提高工作人员的安全意识和技能，避免人为操作问题引发事故。

5. 应急响应：建立健全的矿井突水应急预案，提前制定应急处理方案，确保在突发事件中能够及时、有效地组织救援、撤离等应急措施，减少人员伤亡和财产损失。

综上所述，矿井突水事故的原因与防治措施研究对于矿井安全生产至关重要。

只有通过深入分析矿井突水事故的原因，找出事故的根源，制定合理的防治措施，才能够有效预防和减少矿井突水事故的发生。

煤矿煤岩突水灾害的原因分析及防治对策研究煤矿煤岩突水灾害是煤矿生产中常见的一种灾害，对煤矿安全生产造成了严重的威胁。

本文将从原因分析和防治对策两个方面进行探讨。

一、煤矿煤岩突水灾害的原因分析1. 地质条件：煤矿地质条件是煤岩突水灾害发生的基础。

一些地质构造复杂、岩层断裂发育的煤矿容易发生突水灾害。

此外，煤矿井下的地下水位、水文地质条件等也会影响突水灾害的发生。

2. 采煤工艺：采煤工艺是突水灾害的重要因素之一。

在采煤过程中，如果不合理选择采煤方法、煤柱宽度不当或者煤层顶板支护不稳定等，都会增加突水灾害的风险。

3. 煤矿开采活动：煤矿开采活动对突水灾害的发生有直接影响。

煤矿开采过程中，如果开采速度过快、矿井排水系统不完善或者矿井通风系统不良等，都会导致突水灾害的发生。

4. 人为因素：人为因素也是突水灾害的重要原因。

煤矿管理不善、安全意识淡薄、违章操作等都会增加突水灾害的发生概率。

二、煤矿煤岩突水灾害的防治对策研究1. 加强地质勘探：在煤矿开采前，应进行详细的地质勘探工作，了解煤层的岩性、构造情况、水文地质条件等，为突水灾害的防治提供可靠的依据。

2. 优化采煤工艺：合理选择采煤方法，确保煤柱宽度适当，加强煤层顶板支护工作，提高采煤效率的同时，降低突水灾害的风险。

3. 完善排水系统：煤矿应建立完善的排水系统，包括井下排水系统和地面排水系统。

井下排水系统应定期检查和维修，确保排水设备运行正常。

地面排水系统应合理布局，及时排除地表积水，防止积水渗入矿井。

4. 加强安全管理：煤矿应加强安全管理，完善安全生产制度和操作规程，加强对员工的安全培训和教育，提高员工的安全意识和操作技能，减少人为因素引发突水灾害的可能性。

5. 强化监测预警：煤矿应加强对矿井地质、矿井水文地质等参数的监测和预警工作。

及时发现地质异常和水文异常，采取相应的措施，避免突水灾害的发生。

6. 推进科技创新：煤矿应积极推进科技创新，引进先进的采煤技术和设备，提高煤矿开采效率和安全性。

煤矿煤岩突水灾害的原因分析及防治对策研究近年来，煤矿煤岩突水灾害频繁发生，给煤矿生产和矿工生命安全带来了严重威胁。

因此，对煤矿煤岩突水灾害的原因进行深入分析，并提出有效的防治对策，具有重要的现实意义。

煤矿煤岩突水灾害的原因可以归结为以下几个方面：首先，地质条件是煤矿煤岩突水灾害的主要原因之一。

煤矿所处的地质构造、断层、裂隙等地质条件的不稳定性，容易导致地下水体的运动不畅，从而引发突水灾害。

其次，煤矿开采活动是煤岩突水灾害的重要诱因。

煤矿开采过程中，矿井的开挖和支护工作会破坏煤岩层的完整性，使得地下水体的渗透能力增强，从而增加了突水的风险。

此外，煤矿管理不善也是煤岩突水灾害的重要原因之一。

煤矿管理者在矿井的设计、施工、维护等方面存在不足，导致煤矿的防水工程不完善，进一步加剧了突水灾害的发生。

针对煤矿煤岩突水灾害的原因，我们可以采取一系列的防治对策：首先，加强地质勘探工作，提前了解地下水体的运动规律和分布情况。

通过合理的地质勘探，可以预测潜在的突水风险，并采取相应的防范措施。

其次，加强煤矿开采过程中的支护工作。

合理选择支护材料和支护方式，确保矿井的稳定性，减少地下水体的渗透，从而降低突水的风险。

此外，加强煤矿管理，完善防水工程。

煤矿管理者应加强对矿井的监测和维护，及时发现和修复矿井中的漏水问题，确保矿井的防水工程处于良好状态。

此外，加强矿工的安全培训和意识教育，提高矿工的突发事件应对能力和自救能力。

矿工应了解突水的危害性，并掌握相应的应急处理方法，以保障自身的生命安全。

最后，加强科研力量，开展煤矿煤岩突水灾害的防治技术研究。

通过研究新的防治技术和方法，提高煤矿煤岩突水灾害的预测和防范能力，为煤矿的安全生产提供技术支持。

综上所述，煤矿煤岩突水灾害的原因复杂多样，需要综合考虑地质条件、煤矿开采活动和煤矿管理等方面的因素。

通过加强地质勘探、煤矿开采支护、煤矿管理和矿工培训等措施，可以有效降低煤岩突水灾害的发生风险，确保煤矿的安全生产。

2019年7月2019年第7期0引言作为国民经济发展的基础，煤炭资源在社会发展中占据着十分重要的地位，是消耗量最大的一次性能源资源。

即便在清洁能源应用不断扩大的今天，人类社会对煤炭资源的需求量依旧巨大。

为了满足经济发展对煤炭资源的需求，各煤炭生产企业不断加大对复杂地质条件下煤炭的开采力度。

随着开采深度的不断增加，在开采过程中出现顶板透水事故的概率不断增加，严重影响了煤矿井下的综采作业，不仅给煤炭生产企业造成巨大的经济损失，而且还会导致人员伤亡事故，造成了极其恶劣的社会影响。

因此迫切需要对煤矿井下顶板发生透水事故的机理进行深入分析，研究降低发生顶板透水事故的措施，确保煤矿井下综采作业的安全。

1煤矿井下顶板透水机理分析以翼城东沟煤业实际地质条件为基础进行分析。

该矿煤层顶板由4层构成，分别为煤层、巨厚砾岩层、砂岩黏土层及砾岩黏土层。

当煤矿井下进行综采作业时，在各种因素的作用下煤层上采空区的砾岩层发生断裂，形成显著的冲击地压，在冲击压力的作用下导致顶板上的砾岩真空离层进一步发生断裂，从而使双层结构覆岩在冲击地压作用下形成一定的周期性运动，含水层水在裂缝作用下突入巷道内，形成矿涌[1]。

同时在覆岩的周期运动期间，顶板上覆岩层的破坏范围在地压冲击作用下不断延展，断裂高度也不断增加，从而使地层中导水裂隙带的高度不断增加。

煤层顶板覆岩周期运动示意图如图1所示。

图1煤层顶板覆岩周期运动示意图在覆岩运动延展的过程中能量不断积聚，当能量积聚到一定程度时，将导致覆岩运动破坏进一步向着地表方向发展，形成局部的塌陷和显著的斑裂线。

此时在斑裂线周围地层内的水将进一步沿着斑裂线进入采区顶板处，并沿着形成的裂缝突入到综采作业面内，形成顶板透水。

此时顶板透水的主要通道为导水裂隙带，由于在塌陷过程中巨厚砾岩层会不断被压实，因此该种情况下其突水范围有限，一般以中短时间内小范围透水为主，不会形成长时间的大范围透水。

斑裂线[2]形成后覆岩的运动规律如图2所示。

《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。

采煤过程中发生突水的机理的研究现状摘要: 煤炭是我国目前最为重要的能源物质之一，巨大的能源需求刺激了煤矿的大面积开采，随之而来的生产安全问题受到高度重视，突水被认为是煤矿安全生产的一大威胁，许多学者在煤矿突水机理方面做了大量的研究。

本文针对目前采动条件下煤层底板发生突水机理的各种方法进行了现状分析，对突水机理的研究具有指导意义。

关键词:突水机理，现场试验，数值模拟，室内模拟，理论研究1、引言在采矿过程中，由于开采活动影响，必然会引起地下岩体应力的重新分布和岩体的破断损伤，这种损伤极大地改变了围岩的渗透性，从而导致顶板、断层带或底板突水并造成严重的安全事故，为煤层的开采和工作人员的生命安全带来极大的威胁。

目前，随着开采深度的增加，水压力不断增大，深部开采时的突水问题变得日趋严重，有些矿井因底板突水问题而不能开采。

因此，开展采动条件下岩体突水机理的研究，对于采动岩体突水预测和防治、开采方法的改进、安全度的评价具有重大的理论意义和实用价值。

2、突水机理的研究方法目前，对采动条件下煤层底板发生突水的机理研究主要采用的是现场试验、室内模拟实验、数值模拟以及理论研究等几种方法，其中相似模拟和数值模拟技术在突水机理研究中占据相当重要的地位。

2.1 现场试验方法对于一些具体的采矿工程，常采用现场调查研究，通过发生突水时各种数据的综合分析来判断其突水机理。

以新河煤矿开采为例[1]，先后回采试采面、3101、3102、3103四个工作面在开采期间出现多次不同程度煤层顶板突水，工作面突水量大约60~120，突水周期长约7~35天，工作面煤层顶板局部严重下沉支护困难，无法正常回采甚至出现切顶埋柱现象。

为保证巨厚强含水层下煤层正常开采，王海峰等对矿井充水因数，突水层位，突水水量，位置及突水机理进行了分析。

通过对历次突水特征及涌水量与单位采空区关系曲线图分析可知：突水量与煤层开采面积、周期来压及埋藏深度关系密切，即工作面涌水变化随周期来压呈现周期性，每次来压时均可能出现突水，突水步距有增大趋势，至下一次来压前涌水逐渐减小至正常涌水量，随着来压次数的增加，涌水降至正常时间及最大涌水量有减少趋势。

图1工作面防治水工程示意图21172工作面直接顶为灰色、深灰色泥岩,致密块状,赋存稳定,厚度9.4m~13.5m,隔水性较好。

上部为中上侏罗系杂色粉砂岩、细砂岩、砾岩组成,以砾岩为主,交替出现的混合岩层。

该层厚度大,含水性不稳定。

砂岩和砾岩整体为弱含水层,但由于砂、砾岩层裂隙发育极为不均,局部存在裂隙强烈发育而形成强富水区段。

工作面回采后,平均采放高6.2m,按照1:14冒落裂隙计算,最大导水裂隙发育高度可达到86m以上,可以沟通上部多个含水组(段),甚至受巨厚/h。

图221172下巷与流水巷空间位置示意图综合型排水阶段为了使流水巷进入老塘报废后,不影响正常排水,我们开始在工作面下巷780m至外部环形水仓掘砌一条暗水渠,暗水渠的具体长度:720m,坡度:7‰,净宽:0.6m,净深:0.6m,砌筑水渠埋深1.5m至3.5m,用水泥进行粉刷底、帮,顶部用废旧轨金属网和彩条布进行封盖回填,防止水渠坍塌。

暗水渠每Science&Technology Vision科技视为契机,!/node/xxgk_02/2013-3-4/1334158517863515.html逐渐形成一个科学的教学体系!图321172下巷暗水渠剖面图【参考文献】刘志新,汤金云,王杨州.用瞬变电磁法探查综放工作面顶板水体的研中国矿业大学学报,2007(04).浅议水文地质对煤矿防治水工作的重要性[J].矿山机械跃进煤矿25采区煤层顶板出水原因分析及防治[J].煤炭工程李松营.铁生沟煤矿采煤工作面顶板出水特征与防治[责任编辑王其东.基于车辆工程专业的大学生科技创新能力培养模式研华东经济管理,2006,20(10):149-151.许伯彦,郑忠才,孔祥安.车辆工程专业学生工程能力培养的探索,2011,26(4):407-410.面向能力培养的车辆工程专业应用型人才培养模式研究,2010(1):106-106.[责任编辑够有效的提升建筑的设计水准和施工的质量。

煤矿顶板离层水害形成机制、致灾机理及防治技术摘要：我国是多煤少油的国家，煤炭在我国能源体系中一直占据主导地位。

社会经济的日益迅猛发展增大了对煤炭资源的需求，未来相当长的一段时间之内其地位仍然不会发生变化。

随浅部煤炭资源逐渐枯竭，矿井开采深度日益增大，生产安全问题一直制约煤矿发展，深部岩体的理论与现场预警技术是未来领域内的重要研究对象。

进入本世纪以来，随着新理论和新技术的应用，煤矿生产过程中的安全事故已经显著下降，伤亡人数也极大降低。

这些数据显现出科技发展在矿山安全生产具备广泛的应用前景。

但当前所面临的煤矿安全问题仍然严峻，为实现矿山事故未来“零伤亡”和“零事故”，需要不断更新设备、技术以期更好的服务于矿井生产。

关键字：离层水；矿井水害；形成条件；突水机理；防治方法引言水害是矿井五大灾害之一，我国矿井的安全生产一直受到水害的威胁，矿井水源补给包含地下水和地表水，充水通道多，水源补给复杂，给煤矿的水害治理带来了一定的困难。

以往对于水害的治理，各部门之间信息交流程度低，数据共享不及时，严重时延误水害治理时机，造成涌水事故，可见，有必须要构建可实现数据及时共享的煤矿井下综合防治水体系，避免水害的发生。

1煤矿顶板离层水害形成机制研究区矿井涌(突)水水源可以分为2类：一类主要以萨拉乌苏组、烧变岩等强富水性含水层为涌(突)水源；另一类以顶板砂岩弱富水性含水层为涌(突)水水源。

浅埋煤层开采区，如大柳塔、瓷窑湾、上河等煤矿，主采煤层埋深小于100m，煤层开采厚度3~6m，煤层开采形成的垮落带、导水裂隙带直接导通萨拉乌苏组、烧变岩等富水含水层，造成涌(突)水。

可采煤层相对较深区，如锦界、柠条塔、红柳林等煤矿，由于顶板“隔水层”厚度较大，煤层开采形成的导水裂隙带发育顶界仍然处在侏罗系岩层中，虽然侏罗系砂岩富水性相对较弱，但含水层补给范围较大，在风化基岩分布区仍然造成矿井的较大涌水量，形成大水矿井，甚至造成突水事件。

2煤层覆岩离层水害致灾机理在离层水形成与发育的基础上，如果积水离层下部产生导水的通道，致使―相对封闭‖的离层空间与下部的开采空间连通，则离层空间中的积水会沿着导水通道进入采空区或工作面，进而形成离层突水。

矿井水害发生机理及防治技术研究发布时间：2021-08-13T11:22:23.440Z 来源：《科学与技术》2021年11期作者：祝汉京[导读] 综采工作面瓦斯、水害以及顶板支护效果等决定着煤矿生产的安全性。

其中，水害事故的发生不祝汉京河南能源永煤公司顺和煤矿河南永城 416600摘要：综采工作面瓦斯、水害以及顶板支护效果等决定着煤矿生产的安全性。

其中，水害事故的发生不仅对工作面人员的安全造成威胁，而且矿井水害事故还会导致多种环境负效应，制约工作面煤炭的高效开采。

因此，在实际生产中应采取合理的水害防治措施。

本文着重研究了矿井水害的发生机理，并针对性地提出相关防治措施。

关键词:顶板突水;底板突水;突水机理;注浆改造;煤矿引言煤矿地质测量工作是开展水害防治，确保开采人员安全的关键举措，理应受到重视。

近几年已有多起事故是由于对煤矿地质测量工作的重视程度不足而造成的矿井安全事故。

导致这些安全事故发生的根本原因在于煤矿开采企业及工作人员对防治水害的了解与掌握不足，重视程度较低，未能积极吸取事故教训。

同时也有另一个重要的影响因素，即对将要开采的地质情况认知不足。

所以，在目前形势下，逐步加强煤矿地质测量工作，并在次基础上开展水害防治工作显得十分重要。

1煤矿开采中综合防治水应用的重要性煤矿水害事故自身极强的突发特性，使开采过程中若出现水害，会对矿井造成较大的损害，对相关生产项目造成经济损失和安全威胁。

针对煤矿水害事故的处理，相关企业必须制定全面、科学的治理措施，并做好预防工作，健全煤矿地质的相关条件勘查数据，以增强水害治理的针对性和有效性。

在开采煤矿过程中，水灾事故较为常见，其会影响煤矿开采的安全性，会危害工作人员的人身安全，不利于煤矿开采工作的持续发展。

煤矿开采时会出现其他危害，水灾事故与瓦斯粉尘、顶板、火灾并称为煤矿5大自然灾害，其中尤以水灾事故和瓦斯事故发生率较高，且造成的后果较为严重。

近年来，煤矿开采的工作难度相对复杂，水害事故不断增加，煤矿企业的建设人员应在煤矿开采的治水管理中，采取针对性的措施，避免水害危害人们的生命安全、财产安全。

FORUM 论坛工艺30 /矿业装备 MINING EQUIPMENT“1”表示断层导通第一含水层，可近似认为在导水裂隙到高度范围内；“2”表示断层切断了关键层；“3”表示断层切断了隔水层。

由图2(a)可知，由于断层在导高以内（即在顶断层作用下的矿井顶板突水机理研究□ 武　磊　阳煤寺家庄煤业有限责任公司1　断层导水机理矿井发生突水事故必须具备充足的水源和导水通道两方面条件，断层作为引起矿井突水的主要水流通道，尤其是顶板断层还会受到回采工作面采动效应的影响，与顶板导水裂隙带共同影响工作面突水事故发生的危险性。

水体下采煤时，顶板断层的影响主要体现在断层在采动应力和水压力的共同作用下扩展，并在断层带附近伴生更多的裂纹，使断层附近的导水裂隙带发育高度要远高于正常情况下的高度，因此，更容易导通顶板含水层及地表水，给安全生产造成隐患。

为了进一步研究顶板断层对矿井突水的影响，本文利用RFPA 数值模拟方法，通过设定单断层、双断层在覆岩中的不同分布情况，从声发射的的角度分析了不同情况下的断层对顶板裂隙扩展的影响，研究了断层和地表水耦合作用引起的顶板破坏和突水规律。

2　数值模型分析2.1　数值模型建立本文对模型作了弹塑性假设，计算时采用Mohr-Coulomb 准则作为屈服准则。

模型网格划分为200×300，代表200×300 m，即每一个单元格代表1 m。

模型上方加载方式采用均布载荷，在Y 方向施加压力，X 方向加零位移约束，计算步数为8步。

将模型视为二维问题，建立平面应变力学模型。

在计算模型中，对模型两侧施加水平方向位移约束，限制其水平位移；底边则限制垂直及水平两个方向的位移。

岩石力学参数假定符合Weibull 分布，岩石破裂采用库仑-摩尔强度准则判断。

2.2　单断层数值模拟如图1所示，为单断层在顶板岩层中的示意图，水下开采过程中面临的突水问题一直是煤矿安全的重点。

尤其近些年来随着赋存条件较好的煤炭资源的开采殆尽，湖下、河下、水库下、含水层下的煤炭开采越来越引起重视。