预防矿井底板突水的下三带理论及其发展与应用

第三章 矿井水害类型及其防治方法矿井水害是指各种水源对矿井生产和安全造成的各种各样的影响。

构成矿井水害必须有两个要素，一是水源。

没有水源就不会产生水害。

二是出水通道。

没有通道，再丰富的水源也到不了井下。

第一节 矿井充水条件的分类For personal use only in study and research; not for commercial use一、矿井充水类型划分的依据１、矿井充水程度主要取决于有无充足的水源，以及进水通道的特征。

因此，水源和通道问题是充水类型划分的主要依据；２、各类充水因素，如煤层埋藏条件与侵蚀基准面的关系、区域降水量、地表水的影响、地形、地表覆盖层的岩性和厚度、断层的导（含）水性、矿井正常涌水量的大小等诸因素，可以作为确定矿井充水复杂程度的主要指标；３、矿井充水进水条件有多种，可能是直接揭露含水层进水，可能是通过断层进水，也可能是通过间接补给的途径进水。

进水方向有来自顶板的，也有来自底板的。

这些因素应该在分类中充分体现。

二、矿井充水类型的划分方案⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧底板间接进水型顶板间接进水型型（顶、底板）直接进水进水方式 暗河为主的亚类溶洞为主的亚类溶隙为主的亚类岩溶含水层类 裂隙含水层类孔隙含水层类主要充水岩层 极复杂复杂中等简单 水文地质条件复杂程度类型命名采用“水文地质条件（按水文地质规程分类）”、“充水岩层”、“进水方式”三者的组合。

如：水文地质条件复杂的溶隙水底板间接进水型矿井。

第二节 冲积层水害及其防治方法以第四系松散层孔隙水为主要来源的出水危害叫孔隙水害。

水体下开采，当由于基岩面起伏情况没有查明掘进巷道直接揭露冲积层时、当通过断层或构造裂隙导通孔隙水时、当采煤工作面冒落带（导水裂隙带）沟通孔隙水时、当异常冒顶区发育到冲积层时，都可能造成大量涌水、甚至溃砂，危及矿井和人身安全。

煤矿开采过程中底板突水及防治措施摘要：防治水工作在煤矿采煤过程中非常重要。

其危害性仅次于瓦斯突出事故，针对存在水患矿井，必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则进行探放水，如果要想预防矿井底板突水，首先要弄清矿井底板突水的机理和原因，其次弄清矿井水分布特征以及突水的主要影响因素，从而进行防治。

关键词：煤矿开采；底板突水；防治引言：文章主要针对我国煤矿开采过程中出现的底板突水问题为切入点，重点提出了详细的防治措施，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

1.煤矿开采过程中底板突水机理、原因及防治措施我国某地区煤田的煤炭资源正在日趋紧缺，而国内建设对矿产资源的需求逐年增加。

其中的石炭—二叠系煤田，煤层厚度相对稳定，煤质资源优良，为缓解该煤田资源匮乏，尽最大可能多地进行开采，该区域矿井将逐步向深部延拓，更要开采受水威胁较为严重的下组煤，尤其矿井开采受底板灰岩裂隙岩溶水的威胁较为严峻，因此弄清该煤田区域矿井水分布特征以及下组煤底板灰岩富水性与突水机制是必须要去做的。

1.1矿区综合水文地质特征太原组灰岩自北向南含水性由弱到强，华北断块内黄淮平原新生界松散沉积层下部的河流相和山麓冲积相砂砾含水层，是矿井充水的重要水源。

石炭—二叠纪煤系的基底基本是中奥陶统碳酸盐岩，寒武奥陶碳酸盐岩是区域富水性最丰富的含水层，其是造成矿井水危害的主要水源之一。

下伏本溪地层，下段为页岩、砂岩、砂质页岩，底部为粘土层，其具有隔水性；中间部分厚层页岩夹着砂岩，也具有相对隔水；上段为砂岩、灰岩及砂质页岩。

综合分析认为：该采场的矿床为多层含水层以及立体充水地质结构，分别存在于以下含水层：（1）中奥系含水层组：溶蚀裂隙发育以及原始节理，其承压水头高，富水性强，该含水层是上覆煤层开采隐患较多的底板突水水源。

（2）煤系含水层组：具有地表水体补给或强含水层的群岩溶含水层，厚层状的砂岩裂隙充水层，一般都具有高承压的水头，易造成突水事故。

工作面“三带”观测技术与应用随着科技的不断进步和应用领域的不断拓宽，工作面“三带”观测技术在煤矿等工矿企业中得到了广泛的应用。

工作面“三带”即包括动态带、静默带和塌陷带，它们是在矿井开采过程中形成的，对于矿井生产的安全和高效进行监测和控制具有重要意义。

工作面“三带”观测技术主要通过对工作面进行实时、准确的监测和数据分析，帮助矿井管理人员及时了解矿井生产的状况，预测危险情况，并采取相应的措施保障矿井安全和高效运营。

具体来说，工作面“三带”观测技术主要包括以下几个方面的内容。

首先是动态带观测技术。

动态带是指从工作面到支护范围内，变形和运动较大的区域。

通过使用动态带观测技术，可以对动态带进行实时监测，获取相关数据，并根据数据分析结果及时采取措施，防止动态带发生塌陷、冒落等事故，确保矿井的安全运行。

其次是静默带观测技术。

静默带是指离开工作面较远、变形和运动较小的区域。

静默带观测技术主要通过使用现代测量仪器，对静默带的变形和位移进行监测，并实时传输数据到监测中心，以便进行数据分析和处理。

通过静默带观测技术，可以及时发现静默带的异常情况，并采取相应的措施，防止潜在的安全隐患。

最后是塌陷带观测技术。

塌陷带是指在采动区周围形成的矿体下沉和塌陷的区域。

采用塌陷带观测技术，可以实时监测塌陷带的变形和运动情况，并及时预警，以减小塌陷带对矿井运行的影响。

通过塌陷带观测技术，可以根据矿层地质条件和采动方式，选择合适的支护措施，保障矿井的安全运营。

除了上述的观测技术，工作面“三带”观测技术还包括对水文地质条件的观测和监测。

通过监测水文地质条件，可以及时掌握地下水位变化情况和矿井开采过程中可能发生的涌水、涌砂等情况，并采取相应的措施，保证矿井的正常运行。

在应用方面，工作面“三带”观测技术主要应用于煤矿等工矿企业中。

通过对工作面“三带”的观测和监测，可以提前发现和预测矿井发生的安全隐患，及时采取措施，最大限度地减少事故的发生，保障工人的安全和健康。

工作面“三带”观测技术与应用
工作面“三带”观测是煤矿安全监测的重要手段之一，主要包括采掘预报带、煤层底板变形带和煤层上覆岩层应力带。

这些带是煤矿工作面在采掘过程中产生的变形和应力的区域，对于煤矿安全生产起着重要的保障作用。

本文将介绍工作面“三带”观测的技术和应用。

一、采掘预报带观测
采掘预报带又称为锯齿区，是矿井采掘过程中形成的一种特殊地带。

它是指在采掘工作面两侧，岩石应力平衡状态下富有活动性的一段地带。

采掘预报带观测技术主要包括地质背景调查、工作面区域划分、地面测量、地下测量、灾害预警等。

通过对采掘预报带的观测，能够及时发现煤壁失稳、顶板长期变形、地裂缝等地质灾害，提前采取措施加以处理，保障煤矿生产的安全。

二、煤层底板变形带观测
煤层底板变形带是指工作面下方在采掘过程中造成的煤层底板变形的区域。

主要包括煤层下沉带、煤层挤压带、煤层断裂带等。

煤层底板变形带的观测技术主要包括煤层底板变形监测、注浆加固监测、裂隙水动力学监测等。

通过对煤层底板变形带的观测，能够及时发现地质灾害的长期变化趋势，针对性地进行矿井支护和加固，保障煤矿安全生产。

三、煤层上覆岩层应力带观测
煤层上覆岩层应力带是指工作面上方在采掘过程中因应力调整和岩层塌落而形成的地带。

主要包括围岩破碎带、煤层上伸带、岩层滑移带等。

煤层上覆岩层应力带的观测技术主要包括应力监测、应力场演化预报、岩层破断演化预测等。

通过对煤层上覆岩层应力带的观测，能够及时发现岩层的破断、滑移等地质灾害，为煤矿生产安全提供科学依据。

矿井突水预兆及防治水措施矿井突水是煤矿和金属矿矿井中常见的一种危险情况，突水事故一旦发生会造成人员伤亡和财产损失。

为了预防和防治矿井突水事故，需要提前了解突水的预兆，并采取相应的防治水措施。

突水的预兆主要有以下几个方面：1.煤体和围岩的变化：矿井发生突水前，煤体和围岩会发生一些变化，如出现滑水、倾斜或开裂等情况。

这些变化往往是突水发生的前兆，需要及时进行监测和判断。

2.水质和水量的变化：如果水质和水量发生明显变化，如突然变浑浊、增加或减少，可能是矿井突水即将发生的预兆。

这时需要通过地下水的监测和分析，及时判断突水的可能性。

3.井下设备的异常：突水前，井下设备可能会出现异常情况，如抽水机工作异常、压力泵失灵、井下水泵水位突然下降等情况。

这些异常往往是突水即将发生的信号，需要及时发现和处理。

针对以上突水的预兆，可以采取一些防治水措施，包括以下几个方面：1.坚持科学探矿：在矿井的选址和规划阶段，需要进行充分的地质勘探和水文地质调查，以便更好地了解矿区的地质情况和地下水的走向，为预防突水提供依据。

2.加强监测系统：建立完善的矿山监测系统，包括地下水位、地应力、矿体变形等监测点位，实时获取数据，并组织专门的监测人员进行监测和分析，及时发现突水的迹象。

3.做好抢险准备：对可能发生突水的位置进行风险评估，并制定相应的应急预案，明确责任和任务，加强抢险力量的组织和培训，提高应急处理能力。

4.加强管理和安全教育：加强对矿工的安全教育和培训，提高其预防和处理突水事故的能力，加强对井下设备的维护和管理，确保设备的正常运行。

总之，预防和防治矿井突水事故需要综合应用地质、水文地质和矿山监测技术，及时发现突水的预兆，并采取相应的防治水措施。

只有这样，才能有效地预防和减少矿井突水事故的发生，保障矿工的生命安全和矿山的正常生产。