奥灰水带压开采
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨1. 引言1.1 背景介绍煤矿奥灰水带压开采水害是煤矿开采过程中面临的重要问题之一。
随着我国煤矿开采技术的不断发展，深部煤矿开采水害问题愈发突出。
奥灰水是指一种具有卓越的导水能力的含矿层，当煤矿开采穿越奥灰水带时，水会突然涌入矿井，造成严重的水害事故，给矿山生产和安全带来极大的威胁。
面对这一严峻的挑战，煤矿开采企业需要深入研究奥灰水带压开采水害的原因，并探讨有效的治理技术，以减轻水害给矿山生产造成的影响。
本文将结合实际案例分析，探讨奥灰水带压开采水害探查及治理技术，旨在为煤矿开采水害防治提供科学依据和技术支撑。
通过对奥灰水带压开采水害的深入研究和分析，可以更好地指导煤矿开采实践，减少事故发生的概率，保障矿工的生命安全和矿山的可持续发展。
在未来，该技术的应用前景也将更加广阔，为煤矿开采带来更多的机遇和挑战。
1.2 问题阐述煤矿奥灰水带压开采是煤矿生产中常见的一种工艺，但在这个过程中往往会遇到水害问题，给矿井的安全生产带来了一定的隐患。
奥灰水带压开采水害问题主要表现为矿井底部或工作面出现大量水涌入，给生产作业和矿工的人身安全带来威胁，严重影响生产效率和经济效益。
当前针对奥灰水带压开采水害的治理技术还存在一定的局限性和挑战，需要进一步探讨和研究。
本文旨在通过对煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术进行深入探讨，总结经验教训，提出解决方案，为煤矿生产中遇到水害问题的解决提供参考，促进矿井安全生产和高效开采。
2. 正文2.1 煤矿奥灰水带压开采水害原因分析煤矿奥灰水带压开采水害是指在煤矿开采过程中，由于煤层内部存在高压含水层（奥灰水），开采作业导致该含水层释放出水，从而引发地下水涌入矿井和工作面，造成水害问题。
这种水害具有突发性、破坏性大的特点，严重影响了矿井的安全生产。
1. 奥灰水层水压过高：煤层内部的奥灰水层水压较高，一旦开采，压力会得到释放，导致水位上升，反过来影响矿井和工作面的稳定性。
奥灰、太灰水带压开采防治水措施 Microsoft Word 文档 (4)
奥灰、太灰水带压开采安全技术措施一、含水层水对矿井的充水影响1.煤系地层含水层井田内煤系地层含水层主要为山西组砂岩裂隙含水层、太原组灰岩岩溶裂隙含水层。
山西组4号煤层直接充水含水层为其上的砂岩裂隙含水层，其富水性弱，一般情况下，对煤层开采影响较小。
太原组含水层主要为灰岩岩溶裂隙含水层，根据钻孔资料，含水层裂隙发育，富水性中等。
8号煤层顶板即为L2灰岩。
所以，太原组灰岩岩溶水对8号煤层并且包括9号煤层开采影响较大，矿井涌水量会增大。
按照相邻井田太灰水水位+590m考虑，一、二采区（8#、9#）号煤层开采为带压开采，如果煤层底板存在导水构造或不完整区段，将发生底板出水，影响矿井的安全生产。
2.奥陶系含水层井田内奥灰水位标高为808.50-810.00m，4号煤层绝大部分为带压区，8、9号煤层全部为带压区。
4、8、9号煤层最低底板等高线标高分别为570m、520m、500m。
各煤层距奥灰顶面的距离依次128.57m、63.80m和45.75m。
根据奥灰水突水系数计算公式：K=P/M其中：K—突水系数（MPa/m）；P—底板承受的静水压力（MPa）；M—隔水层有效厚度（m）；4、8、9号煤层的最大突水系数分别为：K4=（810-570+128.57）×0.0098/128.57=0.0281（MPa/m）。
K8=（810-520+63.80）×0.0098/63.80=0.0543（MPa/m）K9=（810-500+45.75）×0.0098/45.75=0.0762（MPa/m）经过计算，4号煤层最大突水系数为0.0281 MPa/m ，8号煤层的最大突水系数为0.0543 MPa/m ，9号煤层可采范围最大突水系数为0.0762MPa/m 。
上述结果可知，9号煤层的最大突水系数大于受构造破坏块段突水的临界值0.06MPa/m ，开采时受奥灰水影响。
4、8号煤层的突水系数小于受构造破坏块段突水的临界值0.06MPa/m ，一般不会受到奥灰水突水威胁。
矿井奥灰水带压开采技术分析及防治水措施
矿井奥灰水带压开采技术分析及防治水措施摘要随着煤矿采掘活动进行，奥灰水已经给矿井带来了严重危害，在奥灰带压区，应进行以掘进工作面钻探为主的构造超前探测，特别是隐伏导水构造的探测。
开拓掘进前，应使用钻探、井下物探等手段探测煤层中是否有隐伏的导水陷落柱、导水断层等，根据探测结果及时采取相应的防治水措施。
关键词：奥灰水；带压开采；水文地质类型；富水性1、井田水文地质条件1.1井田主要含水层（1）奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层。
根据井田内施工的YZK-1水文钻孔，孔径为110mm，抽水试验结果表明奥灰溶裂隙含水层静止水位标高为+831.881m，涌水量为1.04L/s，单位涌水量为0.128L/(s·m)，渗透系数为0.011m/d，水质类型为HCO3-Ca、Mg型，矿化度小于0.5g/L，总硬度14.0，水温18℃。
（2）石炭系太原组层间灰岩裂隙岩溶含水层组。
根据钻孔揭露，井田内太原组的灰岩位于13号煤层以下，岩溶裂隙亦不发育，10号煤层以上含水层以中细粒砂岩为主，厚度6.88～19.72m，全区平均厚度10.74m。
（3）二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层。
该地层主要由砂岩、泥岩、砂质泥岩组成。
井田内最大残留厚度为126.40m。
井田北部磁窑沟煤矿补3号孔未对该含水层进行抽水试验。
涌水量0.374～0.610L/s，单位涌水量0.0009～0.1870L/(s·m)，渗透系数为0.0023～2.0160m/d，水位标高为+968.69～972.69m，矿化度0.35g/L，总硬度11.16，pH值为6.8，水质类型为HCO3-Ca·Na型，富水性弱—中等。
1.2矿井充水通道（1）构造对矿井充水的影响。
井田位于河东煤田的北部，井田构造形态总体呈向北西倾伏的缓倾斜单斜构造，地层倾角3°～10°，一般8°，矿井生产建设中10号煤层南翼大巷揭露8条正断层，落差均小于5m，断层对煤矿开采影响较小。
深部矿井奥灰水带压开采条件评价及防治水建议
第17卷第3期华北科技学院学报Vol.17No.3 2020年6月Journal of North China Institute of Science and Technology Jun.2020深部矿井奥灰水带压开采条件评价及防治水建议于涵1，邢斌2,田午子S苏壮壮1(1.华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊065201；2.唐山开滦林西矿业有限公司，河北唐山063104)摘要：随着矿井采掘工程向深部的延伸，基底奥陶系灰岩含水层水位高、水压大、富水性强，是造成矿井水害的主要因素之一。
针对此问题，选取某矿十三水平及深部相关资料进行研究，综合分析研究区奥灰岩溶发育特征，采用突水系数法对该区域进行带压开采条件评价，并给出相应的防治水建议。
结果表明，研究区奥灰含水层水位高、压力大、不均一、强富水，对本区域的安全回采形成一定威胁。
研究区奥灰埋深较大、水压较高、隔水层间距不足，突水危险性较高，开采时需重点进行构造探查及治理工作。
关键词：奥灰；带压开采；突水危险性；防治水建议中图分类号：TD745文献标志码：A文章编号：1672-7169(2020)03-0026-07 Evaluation of pressure mining conditions of deep Ordovician limestone waterbelt in deep mine and suggestions for water controlYU Han1,XING Bin2,TIAN Wuzi1,SU Zhuangzhuang1(1.School of Safety Engineering, North China Institute qf Science and Technology,Yan/iao,065201,China；2.Tangshan Kailuan Linxi Mining Co.，厶td.,Tangshan,063104,China)Abstract：With the deep extension of the excavation project in deep mine,the high water level,high water pressure and strong water-abundance of the ordovician limestone aquifer in the basement are the main factors causing mine water damage.To solve this problem,13th level and deep related data were selected to study, the development characteristics of Ordovician limestone karst in the study area were comprehensively analyzed,and the water inrush coefficient method was used to evaluate the mining conditions with pressure in the area,and corresponding suggestions for water prevention and control were given.The results show that the high water level,high pressure,unevenness and strong water abundance in the ordovician limestone aquifer in the study area pose a certain threat to the safe extraction in this area.In the study area,the buried depth of Ordovician limestone is larger,the water pressure is higher,the spacing between water-barrier layers is insufficient,and the risk of water inrush is higher,it is necessary to focus on structural exploration and management in mining.Key words:ordovician limestone;mining with pressure;water inrush risk；water prevention advice收稿日期：2020-05-04基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目(3142020036)作者简介：于涵(1995-),男，吉林四平人，华北科技学院安全工程学院在读硕士研究生，研究方向：矿井防治水。
玉溪煤矿3号煤层奥灰水带压开采安全性评价
员 矿井概况
玉溪煤矿隶属兰花集团袁地处山西省晋城市沁 水县胡底乡一带袁井田东西长 缘援 园 耀 远援 员 噪皂袁南北宽 约 缘援 员 噪皂袁矿区面积 圆远援 员源苑 噪皂圆 袁产能 圆源园 万 贼 辕 葬遥 矿井采用斜井开拓袁布置有主斜井尧副斜井及进风立 井尧回风立井遥 主要可采煤层为位于山西组的 猿 号 煤层袁该煤层设计可采储量 员猿 缘圆远 万 贼袁 服务年限 源员援 苑 葬遥 总体上袁井田地层倾向为东部高尧西部低袁 造就了轴向弯曲次级的宽缓褶曲构造形态遥 通过地 面调查及两次地震勘探袁 在井 田内 地面调 查控 制 缘 条褶 曲袁 一 盘 区 地 震 勘 探 解 释 员猿 条 褶 曲袁 共 员愿 条曰地面调查发现 猿 个陷落柱袁一盘区地震勘探 解释 源苑 个陷落柱曰井田内三维地震解释 猿苑 个断层遥 矿区内无岩浆岩侵入袁属简单类型的地质构造遥 矿 井于 圆园员怨 年建成投产后袁首先开采井田南部的一盘 区 猿 号煤层袁煤厚 缘援 员 耀 苑援 圆 皂袁平均 缘援 缘 皂遥
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李海洋院玉溪煤矿 猿 号煤层奥灰水带压开采安全性评价
第 猿园 卷第 缘 期
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奥灰水课件
五、带压开采措施 1、矿井必须聘请有资质的单位编制带压开采设计，专项措 施，并经有关部门批准； 2、掘进工作面物探和钻探，确保超前探水安全距离30米；
3、采煤工作面物探和钻探，对异常区域留设保安煤柱；
4、加强地质预测预报，对可能出水的地点要准备强排设备； 5、对受小煤矿采空区影响的区域，进行重点管理、重点监 控，保证队组顺利掘进。 6、带压开采的矿井在采掘活动范围内必须探明各类地质构 造情况，根据构造留设足够的隔水煤柱，并按带压开采设计 构筑防排水设施。
2、原因分析：骆驼山煤矿建设施工中存在着严重的 违规违章行为，该矿井下施工的16号煤层回风大巷 掘进工作面探放水措施不落实，在掘进施工打炮眼 时导出奥陶系灰岩地下水，淹没井下巷道和硐室； 出现透水征兆后现场撤离不及时造成大量人员伤亡。
四、集团公司带压开采矿井7座，进入带压区域的 施工队伍63支。
1、赵庄二号井：带压范围13.426km2，占井田面积的100% 。奥灰水水位标高 +724.08米。目前矿井开采水平+471米左右，低于奥灰水位标高253m，带压 值为2.53Mpa。（ 4个队组处于带压开采范围） 2、 坪上煤业：矿井田范围内均属奥灰岩溶承压水区域，但如无构造沟通，3煤层 突水危险性较小。在井田西北边界处，存在奥灰水通过寺头断层破碎带突入矿 井巷道的可能性。 （4个队组处于带压开采范围）
二、什么是奥灰水带压开采？ 1、奥灰水带压开采：是指奥 灰水的水位标高高于开采煤 层最高的底板等高线的标高； 2、奥灰水水位线是指奥灰水 突破上覆岩层后其水压能够 达到的高度，是一个虚拟的 标高，即如果奥灰水未能突 破上覆岩层其所处的地质层 位低于煤层底板。
突水后水位标高
煤层底板
奥灰水位置
三、曾经发生的奥灰水透水事故
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨随着我国煤炭工业的不断发展，煤矿的开采水害问题也日益突出。
奥灰水带压开采是指在煤矿开采中，由于煤层下部存在高压水系，导致煤层底部的水文地质条件复杂，使得开采水害更加突出的一种开采方式。
探查和治理奥灰水带压开采水害已成为当前煤矿生产中亟待解决的技术难题。
一、奥灰水带压开采水害的成因奥灰水带压开采水害主要由以下几个方面的因素引起：1. 水系条件复杂：奥灰水带压开采通常发生在煤层下部岩溶地质区域，地下水位较深，地下水流动规律复杂，导致煤层底部水文地质条件复杂，易发生水害。
2. 采矿工作面开采规模大：奥灰水带压开采多发生在采煤工作面规模相对较大的煤矿，由于开采规模大，挖掘范围广，导致大量地下水被破坏从而充实到矿井中。
3. 围岩条件较差：奥灰水带压开采区域的围岩条件一般较差，地下水体储量丰富，如遇到地下水体，易引发水害。
以上这些因素都对奥灰水带压开采水害起到了重要的作用。
为了对奥灰水带压开采水害的情况进行及时的探查，目前采用的主要技术手段有：1. 地质雷达技术：地质雷达技术可以快速、准确地探测地下水体的位置、深度和体积等信息，为矿井开采提供科学依据。
2. 地震勘探技术：地震勘探技术可以获取地下水体及围岩的地震反射、折射信息，通过解释反射波和折射波的速度和幅度变化，来判断地下水体的位置、形态和体积等信息。
3. 井下水文地质观测：井下水文地质观测是指通过在矿井井下实施水文地质勘探，获得矿井井下水位、水压、水质和水文地质条件等信息。
以上这些技术手段可以快速、准确地探查奥灰水带压开采水害的情况，为治理提供依据。
1. 地下水文地质条件分析：对奥灰水带压开采区域的地下水文地质条件进行全面分析，了解地下水位、水压和水质等情况。
2. 井下水封隔堵技术：对已发生的地下水体进行封堵，防止地下水体进入矿井和煤层中，减少开采水害的发生。
3. 井下排水技术：采用井下排水技术将地下水体排出井下，减少地下水影响矿井生产的程度。
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨煤矿奥灰水带是指煤层中含有一定比例的硫酸钙和镁硫酸盐的水，这种水具有较高的酸碱度和腐蚀性，对矿井和矿区环境造成了严重的水害。
随着煤矿开采规模的不断扩大，煤矿奥灰水带压开采水害问题日益突出，因此对其进行探查及治理技术的研究就显得尤为重要。
【煤矿奥灰水带的形成】煤矿奥灰水带是由于地下含硫煤层中的矿体对地下水的影响引起的。
当煤层被开采时，因矿体上覆盖层和下伏层的破坏，地下的含硫煤层受氧、水的浸润后，其中的含硫物质开始氧化，产生酸性物质和硫酸盐，这些物质溶解于地下水中形成了硫酸盐水，就是我们所说的煤矿奥灰水带。
煤矿奥灰水带的形成不仅对矿井设施造成了腐蚀，还对地下水体造成了较大的污染，对周边环境造成了一定的危害。
1. 地下水位突变：由于特殊的地质条件，煤矿奥灰水带的形成使得地下水位出现了较大的变化，这对矿井的稳定性和安全性造成了一定的影响。
2. 地下水腐蚀性增强：煤矿奥灰水带中的水具有较高的酸碱度和腐蚀性，对地下的设施和设备造成了严重的损害。
3. 地下水体污染：煤矿奥灰水带中的水对地下水体和地表水体产生了不良的影响，对周边环境造成了一定的危害。
对煤矿奥灰水带压开采水害进行有效的探查是解决问题的第一步。
首先需要进行地质勘探，了解煤矿地下的地质情况，包括煤层的厚度、平面分布、倾角、岩性等。
其次需要进行地下水位的监测和采样分析，了解煤矿地下水的水位变化、水质特点、水文地质条件等。
最后需要进行矿井设施和设备的检测，了解地下水对设施和设备的腐蚀情况。
针对煤矿奥灰水带压开采水害问题，需要综合运用地质、水文地质、环境工程等学科的知识，采用一系列的治理技术，包括以下几个方面：1. 地下水位控制：通过钻孔灌浆、封水注浆、沉井、地下拦砂墙等方法，控制地下水位的变化，减少水位的波动对矿井的影响。
2. 地下水防治：在煤矿开采过程中，采用适当的方法对地下水进行防治，包括加固井筒、封堵矿井、加强水源地保护等措施。
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二、什么是奥灰水带压开采？ 1、奥灰水带压开采：是指 奥灰水的水位标高高于开 采煤层最高的底板等高线 的标高； 2、奥灰水水位线是指奥灰 水突破上覆岩层后其水压 能够达到的高度，是一个 虚拟的标高，即如果奥灰 水未能突破上覆岩层其所 处的地质层位低于煤层底 板。
突水后水位标高
煤层底板
奥灰水位置
三、曾经发生的奥灰水透水事故
矿井奥灰水 带压开采
一、什么是奥灰水？
1、奥：奥陶纪，地质年代名称，是古生代 的第二个纪，开始于距今5亿年，延续了 6500万年。 2、灰：奥陶纪石灰岩层形成于4亿至5亿年 前，当时的地质层基本属于浅海环境，是地 质史上海侵蚀最广泛的时期之一，含水量非 常丰富。 3、奥灰水：奥灰水为奥陶纪形成的灰岩中 所含的水。
2、原因分析：骆驼山煤矿建设施工中存在着严重的 违规违章行为，该矿井下施工的16号煤层回风大巷 掘进工作面探放水措施不落实，在掘进施工打炮眼 时导出奥陶系灰岩地下水，淹没井下巷道和硐室； 出现透水征兆后现场撤离不及时造成大量人员伤亡。
四、集团公司带压开采矿井7座，进入带压区域的 施工队伍63支。
1、赵庄二号井：带压范围13.426km2，占井田面积的100% 。奥灰水水位标高 +724.08米。目前矿井开采水平+471米左右，低于奥灰水位标高253m，带压 值为2.53Mpa。（ 4个队组处于带压开采范围） 2、 坪上煤业：矿井田范围内均属奥灰岩溶承压水区域，但如无构造沟通，3煤 层突水危险性较小。在井田西北边界处，存在奥灰水通过寺头断层破碎带突 入矿井巷道的可能性。 （4个队组处于带压开采范围） 3、长平矿：长平矿带压范围37.4km2，占井田面积的86% 。奥灰水水位标高 +627米。目前矿井开采深度+495米左右，低于奥灰水位标高132m，带压值 为1.32Mpa。（14个队组处于带压开采范围）
五、带压开采措施 1、矿井必须聘请有资质的单位编制带压开采设计，专项 措施，并经有关部门批准； 2、掘进工作面物探和钻探，确保超前探水安全距离30米； 3、采煤工作面物探和钻探，对异常区域留设保安煤柱； 4、加强地质预测预报，对可能出水的地点要准备强排设 备；
5、对受小煤矿采空区影响的区域，进行重点管理、重点 监控，保证队组顺利掘进。
1、事故：位于内蒙古自治区乌海市境内在建的神华 集团骆驼山煤矿，2010年3月1日7时29分发生透水 事故。事发时，31人被困井下。 尽管大规模的矿难 营救工作随即展开，但抽不完的“奥灰水”，在2万 多人次14天的营救之后，未发现井下受困人员及生 命迹象，最终井下疯狂的涌水将31名工人兄弟吞噬 得不见了踪影。
6、带压开采的矿井在采掘活动范围内必须探明各类地质 构造情况，根据构造留设足够的隔水煤柱，并按带属带压开采区 。（17个队组处于带压开采范围） 5、寺河矿：东井区：东一盘区、西井区：全部为带压开采。 （14个队组处于 带压开采范围） 6、成庄矿：井田范围内四、五盘区西部属奥灰岩溶承压水区域，进入承压水的 头面有4102/3/4巷、53131/3巷、四五一/二巷、5106巷。（ 6个队组处于带 压开采范围） 7、岳城矿：全井田带压，面积为13.8597平方公里；奥灰水水位标高483-498 米