2021新版平顶山十三矿突水特征与原因分析
13采区水情水害分析报告及综合防治水措施

湖南煤业集团大岭煤矿13采区水情水害分析报告及综合防治水措施大岭煤矿生产技术部2013.0213采区水情水害分析报告及综合防治水措施一、采区概况13采区位于-25勘探线与-27勘探线之间,自1998年7月投产以来,就受非法小煤窑的侵蚀,因此+150m至+45m未布置采掘工程,2004年,开掘了13采区±0水平运输主石门,计划对0m至+45m进行回采工程布置,首采煤层为62煤,开采走向长度约为520m,其中主石门西翼约360m;东翼约160m,西翼在开采过程中未遇小窑开采痕迹和水患威胁,但在东翼的开采过程中,遇小窑采空区和积水,因此工程布置未继续向前,转而将工程调整到主石门西翼,分别对61、5、1和63煤进行开采,在开采5和61时均对穿过小煤窑采空区和巷道。
同时对东翼的1、5、61、63煤进行试探性开采,其1煤工程布置约30m,发生透水事故,工作面停止作业。
5煤工程约100m,在掘煤上山时,发现严重的水患威胁,设置防水煤柱后,进行回采,61煤工程布置约120m,在掘煤上山发生透水事故,现工作面尚有长流水流出。
63煤工程布置约160m,未发现小窑开采迹象。
2011年3月在严峻的安全形势下,13采区进行了封闭。
二、水情水害分析1、地面水文地质情况本井田属丘陵地形,山脉沿地层走向呈东~南西方向排列。
地势整体是西北高,东南低,北部高,南部低,沟谷切割较深,多沿地层倾向方向分布。
(1)地表水体井田内无大的河流,仅有一条季节性大岭小溪,由小冲沟潜水汇集而成。
实测流量2.434~0.031m3/s,平均为0.179 m3/s,穿过煤系地层流出井田。
井田内池塘、水库少,蓄水量不足1000m3,对矿井充水作用很小,但大气降水和老窑的开采形成矿井充水通道,已威胁矿井的安全生产,尤其是13采区东翼,已成为严重水患区域。
(2)地下水○1含水层与隔水层大隆组,厚156.5m,浅部风化裂隙带含水性强,深部岩层含水性极为微弱,深部硅质岩层视为相对隔水层。
矿井突水原因

科技信息水害是影响矿井安全生产的主要因素之一,为保证煤层的正常开采,在煤层开采之前对煤矿开采区内进行水文地质勘探,查明煤层顶、底板围岩的富水情况,采空区的积水情况和主要断层的含水及导水性等问题具有十分重要的意义。
一、突水原因分析采掘过程中,造成底板突水的因素是多方面的,是多种因素综台作用的结果。
根据现场实际观测及有关理论分析,笔者认为影响底板突水的因素主要有以下几个方面:1、矿压采矿过程中的矿山压力,对工作面底板具有严重的破坏作用,产生新裂隙,并“活化”原有断裂,导致底板突水。
随着采煤工面的推进,底板任一断面总是经历超前支撑压力压缩破坏,采后悬顶卸压膨胀破坏,采空区周边剪切破坏,最后顶板冒落压实的再受压过程。
矿压对底板的破坏程度是不一样的,其中采空区卸压膨胀及其周边剪切对底板破坏最严重,产生的裂隙最多。
工作面初压及周期来压时顶板悬顶面积最大,工作面周围煤体的支撑压力及煤壁处的剪切力达到最大值,煤层底板最易造成破坏,底板最易突水。
因此,突水点多在初压及周压地段或煤壁处。
2、断裂断裂构造是突水的主要因素之一,综台分析其作用主要有:(1)断裂构造的存在破坏了底板完整性,降低了底板的强度。
(2)断层上下两盘错动的结果,缩短了煤层与含水层的距离,甚至使煤层与含水层直接对口。
(3)断裂带破碎、软弱,易形成导水通道。
(4)断层带充水成为充水带,更使水文地质条件复杂化。
3、隔水层隔水层对突水起阻挡作用,其阻水能力是由其厚度、岩性组合及力学强度决定的厚度越大,越不易出。
其岩性组合及力学强度是控制底板岩层受采动影响的重要因素。
当煤层底板岩软硬相间时,不易形成裂隙;当底板岩层自近(煤层)而远,强度由弱到强时,岩层间易形成采动裂隙。
煤层到底板含水层之间的距离由采矿破坏深度、有效隔水层厚度及导高三部分组成。
起阻水作用的主要是有效隔水层厚度。
如果矿压对底板破坏深度大,导高又大,则有效塥水层厚度相对减小,工作面底板就容易出水。
矿井突水征兆

矿井突水征兆一、矿井突水的原因这是因为井下采掘活动破坏岩层天然平衡,采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下,通过断层、隔水层和矿层的薄弱处很快进入采掘工作面。
矿井突水这一现象的发生与发展是一个逐渐变化的过程,有的表现很快(一、二天或更短),有的表现较慢(采掘后半个月或数天),这与工作面具体位置、采场地质情况、水压力、矿山压力大小有关。
突水前,在工作面及其附近往往显示出某些异常现象,这些异常统称为突水征兆。
二、与承压水有关断层水突水征兆1、工作面顶板来压、掉碴、冒顶、支架倾倒或折断柱现象。
2、底软膨胀、底鼓张裂。
这种征兆多随顶板来压之后发生,且较普遍。
在采掘工作面围岩内出现裂缝(特别是顶底板为脆性岩层),当突水量大、来势猛时,与底鼓张裂的同时还伴有底爆响声。
在受压最大地段,柔性岩层变薄,相应压力小的地段会出现增厚现象。
3、先出小水后出大水也是较常见的征兆。
由出小水至出大水,时间长短不一,据统计由1~2小时至20~30天不等。
如峰峰一矿1532工作面1960年5月8日正式开采,6月2日发现工作面有底鼓张裂现象,且在近F断层的运输平巷的煤层由 1.8m增厚至 2.4m,6月4日随矿山压力逐渐增大,采场底鼓张裂也越趋明显,在距开切眼20m处发现一条长11m宽0.1m的裂隙,先出风,后出水,底板破裂时产生巨响,涌水量达到 4.87/m i n。
随矿山压力增大,底鼓更剧,裂缝增多,涌水量愈来愈大,6月5日23时涌水量达到70.2/m i n。
突水水色开始变为灰色后转为棕黄色,不久变清。
4、采场或巷道内瓦斯量显著增大。
这是因裂隙沟通、增多所致。
三、冲积层水突水征兆1、突水部位岩层发潮、滴水且逐渐增大,仔细观察可发现水中有少量细砂。
2、发生局部冒顶,水量突增并出现流砂,流砂常呈间歇性,水色时清时混,总的趋势是水量砂量增加,直到流砂大量涌出。
3、发生大量溃水、溃砂,这种现象可能影响至地表,导致地表出现塌陷坑。
平煤集团十三矿综采地质因素分析及地质保障措施

平 煤集 团卡三矿 的煤矿 安 全、 经济 生产 的地 礅 礴 巍
断裂构造 ;地质保障; 煤层 自 ; 燃 突水 ; 数值模
拟
济效 益和社会效益 。为适应 高产高效 十 三矿 综 合开 采地 理 信息 系 统 ,并在 此 现 代 化 矿 井 建 设 的 需 要 ,有 必 要 通 过 基础上 ,对资料进 行系统 的叠合分析 , 地质勘探资料和地震等地球物理资料进 对 整 个矿 井 的地 质 条 件 进 行 了综 合 评 行综 合的分析和研 究 ,尤其 是矿 井建 价 ,最终建立高产高效的煤炭开采地质 设阶段以来详细观测记录的地质及其灾 保障系统。本文仅就影响平煤集团十三 害资料 ,搞清影响综 采的地 质因素 及 其相 关的其 它灾害 ,采取针对性 的、岩 浆体
( ,墙 )侵 入和 顶 板 冒落 等 灾 害性 事 故 , 脉 由 影 响矿 井的经 济效 益和 安 全生产 。 本文 此 在综合 分析影 响平 煤粟 团十三矿 综 采的地质
在煤炭 生产 中 ,断 裂构造是影 响 2 4 工作 煤炭 生产的基本 因素 。 因预 测地质构 首 采面 计划 落 空 ,高 档普 采 10 1 两综 采 面 100 10 0 2 1 和 2 1 造 与 实 际 差 异 很 大 ,造 成 设 计 的采 区 面 改为 了炮 采 , 工 作面 因断 层而跳 眼搬 家 ( 1 。鉴于 图 ) ( ) 落 空 ,或 被 迫 改 变 采 煤 方 法 , 面 甚至 被迫 重新调整生 产开采布局 , 这 此 ,针对平煤集团十三矿保存的现有记 采 不 仅 影 响 矿 井 的建 设 工 期 、 造价 和 质 录资料和井下 已开掘 ( )所揭露的情
醐 d a e iig s f -m n n
dy u ig jm t d r m 目 n
平煤十三矿防治水研究

平煤十三矿防治水研究【摘要】本文分析了矿区的水文地质条件,按照相关理论得出了矿井的突水规律,采取适合的防治水措施,为矿井安全生产提供了帮助。
【关键词】煤矿;突水;防治水1 区域水文地质概况平顶山煤田分布在汝河和沙河之间的分水岭地带,在构造形态上为一地垒型的复向斜构造,其四周受接近南北和接近东西向两组张性断裂的控制,形成一个多边形的地垒型断块。
褶曲以李口集向斜为主体,向斜西部倾向状张寨;东部翘起收敛,轴向为北西—东南方向。
十三矿井田处在李口集向斜的东北翼,襄郏一号正断层以南。
2 主要含水层特征2.1 寒武系含水层寒武系崮山组为深灰色厚层状白云岩、鲕状白云岩、顶部为泥质白云岩,一般厚度90-130m;张夏组为灰色厚层状鲕状灰岩,厚80~120m,均为裂隙岩溶水,其中张夏灰岩的裂隙岩溶尤为发育、富水性强,出露面积广,所处地形为丘陵山地,灰岩被雨水溶蚀现象发育,富水性极不均匀。
一般标高-200m以上岩溶发育,在-200m以下裂隙减少。
钻孔最大单位涌水量为18.06l/s.m,为本区最强含水层。
2.2 石炭系含水层石炭系太原群地层总厚约50-75m,为海陆交替沉积的石灰岩、砂岩、泥岩及煤组成。
灰岩4-8层,总厚20m左右,灰岩裂隙发育溶洞多,一般标高在-150m 以上含水性强;-150m以下含水性弱,说明灰岩裂隙随深度而逐渐减少的趋向。
钻孔最大单位涌水量为20.8l/s.m,具有较高的承压水头,对平顶山井田许多矿井开采威胁最大。
2.3 二迭系含水层二迭系地层,为砂岩、泥岩、砂质泥岩及煤相间沉积的地层、砂岩含水层多而薄,最厚20余米,一般为1-3m不等,含水性弱,对矿井生产基本无影响[1]。
3 区域地下水的补给径流及排泄条件地下水的补给决定于地形地貌、岩性、植被、地质构造、气象及地表水体等多种因素。
平顶山煤田由于受构造控制相对抬起,切断了区域含水层的直接水力联系,成为一个相对独立的水文地质单元。
地下水的补给主要依靠大气降水,通过松散的覆盖层垂直下渗,或直接在基岩裸露区补给,补给形式因地而异,较为复杂。
平煤十三矿水文地质特征及充水因素分析

的钻 孔 有 5个 ,最 大 漏 失 量 为 O . 1 4 m3意预防底板灰 岩水 突入矿 井。
质 类型 H C O 3 ・ S O 4 一 N a ・ C a , 矿化 度 0 . 7 7 g / L 。 2 . 1 . 2 石 炭 系太原 组灰 岩 含水 层 组 石炭 系太 原 组灰 关键 词 : 水文地质 充水 因素 十三矿 本 层 石灰岩 层 呈灰 、 浅灰色, 隐 平 煤 十 三矿 位 于平 顶 山煤 田 的东 北 部 ,距 平 顶 山市 岩是 本 区主要 含水 层 之一 ,
2 0 0 8年 核 定 年 生 产 能力 为 2 1 0万 吨 / a , 主采 二 ( 己1 5 、 其 含 水层 不均 匀 , 富 水性较 强 , 水 位标 高 变化 比较 大 , 矿 区 1 7) 煤层 , 开采 深 度 由 一 1 O O m至 一 8 0 0 m 标 高 。矿 井 开拓 东部 的 己三采 区水 位 约在 一 6 6 3 . 2 m 左 右 ,而在 矿 区 西部
一
1 区域 水文 地质 条件 ① 太原 组下 段灰 . 4 含 水 层 。该 含 水 层 组厚 度 为 平 顶 山煤 田构造 形 态 呈现 出地 垒 型 的复 向斜构 造 , 其 5 — 1 5 m ,在 全 区有范 围 内钻 孔 见溶 洞 的个数 就有 5个 , 其 座 落在 汝河 和 沙河 之 间 的分水 岭地 带 , 平顶 山煤 田的 四周 中溶洞 的最 大 高度 0 . 5 8 m ,有 7个钻 孔 存在 漏水 现 象 , 漏 受 到接 近 南北 和接 近 东 西 向两 组 张性 断裂 的控 制 , 构 成 的 失量在 1 . 8—1 2 m3 / h ,单位 涌水 量 0 . 0 7 5—0 . 0 1 9 Us ・ m, 地 垒 型断块 呈 现 多边 形。 其褶 曲以李 口向斜 为主体 , 向斜 渗透 系数 0 . 3 3 5—0 . 5 2 8 m, d ,水 质 类型 H C O3 ・ S O4 一N a ・ 西部倾 向状 张 寨 ; 东部 翘 起 收敛 , 轴 向为北 西 一东 南 方 向。 C a ・ Mg , 矿化 度 0 . 6 6—0 . 8 0 g / L 。水 温 3 2 ℃。 十 三矿 井 田处在 李 口 向斜 的东 北 翼 ,襄 郏 一 号 正 断层 以 ②太原组上段灰 6 含水层。灰 6 含大量燧石结核 , 该
平煤十三矿地热水水化学特征研究

平煤十三矿地热水水化学特征研究
杨光;王建旺
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2018(000)013
【摘要】为研究平煤十三矿地热水水文地球化学特征,在典型区域收集地下热水,并实测了水样pH值、TDS、常规离子浓度.使用三线图法作为主要研究方法,对这些测试结果的分析表明,地热水中Na+和HCO3-为主要阴阳离子,主要水化学类型为Na-Ca-Mg-SO4-HCO3型及Na-Ca-HCO3-SO4型,热储温度介于65.57℃~70.97℃之间.地热水循环深度1368m~1518m,平均深度1436m.
【总页数】2页(P26,30)
【作者】杨光;王建旺
【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000;潍坊纵横建材有限公司,山东潍坊262404
【正文语种】中文
【中图分类】P314
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5.平煤十三矿地热水同位素地球化学特征研究 [J], 杨光;王建旺;;
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矿井突水征兆

矿井突水征兆矿井突水,这是因为井下采掘活动破坏岩体天然平衡,采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下,通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。
矿井突水现象的发生与发展是一个逐渐变化的过程,其显现的快慢与工作面具体位置、采场地质情况、水压力和矿山压力有关。
从开拓工作面及其附近显示出某些异常现象,这些异常统称突水征兆。
识别和掌握这些预兆,可以及时采取应急措施,撤离险区人员,防止伤人事故。
突水预兆有:1. 煤壁挂红:这是因为水中含有铁的氧化物,在通过煤层或岩层裂隙时,附着在裂隙表面的暗红色水锈。
一般认为巷道接近老空积水区。
2. 煤壁挂汗:当采掘工作面接近积水区时,水在自身压力下,通过煤岩裂隙而在煤壁、岩壁上聚成很多水珠,叫挂汗。
在遇到挂汗时,注意观察煤、岩的新鲜面是否潮湿,如果潮湿,则是透水征兆。
3. 空气变冷:工作面接近积水区时,气温骤然下降,煤壁发凉,人一进去有阴冷的感觉,时间越长就越感阴凉。
但有地热问题的矿井,地下水温高,当掘进工作面接近时,温度反而升高。
4. 发生雾气:当巷道内温度很高时,积水渗到煤壁后,引起蒸发而形成雾气。
5. 水叫声:若在煤壁、岩层内听到“嘶嘶”、“吱吱”、“哗哗”、“闷雷”等声音,这是由于井下高压积水向煤岩裂缝强烈挤压与两壁磨檫而发生的声响,说明离水体不远即将突水,这时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
6. 顶板来压,产生裂缝,出现淋水。
如果水体在顶板之上,由于水体压力和矿山压力的共同作用,使顶板出现裂缝和淋水,而且淋水越来越大。
表明即将突水。
7. 底板鼓起,底鼓有两种原因:一种是底板承压含水体静水压力和矿山压力共同作用的结果,甚至有压力水喷射出来,这是突水征兆。
另一种是受矿山压力单方面作用而产生底鼓,一般不突水。
当发生底鼓时,要监视底鼓的发展变化,并报告矿调度室。
经技术人员调查核实确定底鼓原因。
若是前种原因,须采取紧急措施:先在底鼓地段铺设密集地梁,打木垛控制底鼓发展。
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2021新版平顶山十三矿突水特征与原因分析Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.( 安全管理 )单位:______________________姓名:______________________日期:______________________编号:AQ-SN-04242021新版平顶山十三矿突水特征与原因分析矿井突水是威胁煤矿安全生产的重要灾害之一。
对突水机理及突水危险性评价和预测是解决突问题的关键技术基础,构造裂隙是造成煤层底板突水的主要因素。
平顶山十三矿是1座设计能力180万t/a的大型矿井,矿井水文地质条件复杂,在生产过程中出现了2次较大的突水事故。
井田煤系地层属于石炭二叠纪,二叠系已煤组的二1煤(或已16-17煤层)为该矿井的主采厚煤层。
煤田分布在汝河和沙河之间的分水岭地带,构造形态为一地垒型的复向斜构造,四周受接近东西向两组张性断裂的控制,形成一多边形的地垒型断块,由于煤田相对抬起,切断了与周围区域含水层的直接水力联系,阻隔了区域基岩地下水向井田的侧向补给,使本井田成为一相对独立的水文地质单元。
1采面概况及突水过程特征平顶山十三矿目前开采已组煤层,发生的2次突水事件分布在已一和已二的2个采区。
第一次突水发生在已15-17-12010采面,该采面位于一水平已二采区东翼第一区段,东至侯村保护煤柱线,西到上山保安煤柱,北至防水煤柱,南部尚未布置采面。
采面走向长1285m,倾斜宽130m,采面煤层倾角平均为26°,煤层厚平均为5.28m。
采煤方法为走向长壁,沿煤层顶板放顶煤一次采全高,工字钢金属支架支护(图1)。
第二次突水发生在已15-17 -11090采面,该采面位于一水平已一采区东翼第五区段,东邻襄郏背斜轴部,西至上山和东风井保安煤柱线,南北均未布置采面。
回采走向长1090m,倾斜宽128m,采面煤层倾角平均为20°,煤层厚平均为5.4m。
巷道掘进沿煤层走向和顶板施工,工字钢金属支架支护。
采面里段采煤方法为分层综采,采高2.2m左右,全部陷落法管理顶板(图2)。
图112010工作面平面示意图图211090工作面平面示意图1999年12月27日12:20,12010采面切眼里帮下机头以上7~11m范围内底板突水,标高-236.4m,最大突水量240m3 /h,12h后衰减为227m3/h。
28日15:30测得二灰水位开始以0.15m/d的速度下降,突水过程呈现出水量相对稳定的非稳定流状态。
29日0:00后相对稳定,15d后水量稳定在150m3/h。
2002年11月15日15:00,11090采面采空区侧底板有水涌出,水量为5~6m3/h;18:00水量增大到150m3/h,同时听到采面有响声,并伴有煤尘飞扬,14#架后底板鼓起0.4m,水伴着大量煤沿运输机和支架间人行道奔涌而下,最大突水量达435m3/h,采面下出口封顶后的平均出水量为300m3/h,采面突水点标高由-496.6m上升至-457.4m。
由于突水最较大,致使机巷最高点(-457.4m)以里共淹没巷道508m,最高点以外自流850m。
30d后,水量稳定在168m3/h,水温在38℃左右。
总之,2次突水具有突发性、矿压显现明显、水量大且稳定、水温高等特征。
2突水原因分析2.1水文地质条件已15-17-12010采面煤层直接底板为黑色的砂泥岩互层,厚2.14m。
老底为细砂岩,厚7.71m。
采面区段岩层平均倾角为28°,掘进过程中揭露断层28条,走向大致为NE,最大落差10m(图3)。
11090采面直接底为砂质泥岩,厚1.8~3.25m;老底为细砂岩,厚6.9m。
采面在掘进期间共揭露大小断层17条,影响走向长398m,断层组的2条主要断层间距23m,对采面影响较大(图4)。
两采面下部为晚石炭世上古生界石炭系太原群上部灰岩段1~7层和寒武系(表1)。
表1煤层与底板地层情况表古生界二叠系已煤段已15-17煤厚10.6m裂缝承压水砂泥岩厚8.1m石炭系上部灰岩段一灰岩厚10m岩溶水二灰岩厚8.0m三灰岩厚7.8m砂泥岩段砂泥岩厚16.6m下部灰岩段四灰岩厚7m五至七灰岩厚7.4m铝土岩厚8.2m寒武系灰色白云质灰岩图312010采面水文地质单元示意图图411090采面水文地质单元示意图已15-17-12010采面处于正断层F2(∠63°,H=47m)、F6(∠77°,H=52m)之间,风巷上部有正断层F3(∠65°,H=11m)、F4(∠58°,H=18m)(图3)。
11090采面南北方向以襄郏一号正断层和灵武山向斜为骨干构成边界。
东西方向以11090逆断层带和沟李封断层为边界。
沟李封断层和襄郏一号正断层交汇处应力集中,裂隙也相对发育,和富水带共同构成了突水的富水区和迳流带(图4)。
两采面均为相对独立的水文地质单元,静储量丰富,富含承压水。
2.2充水水源分析石炭系一灰岩是泥灰岩,二灰岩是两采面突水的直接富含水层;三灰岩的富水性最差;四至七灰岩含水层单位涌水量为0.075~0.019L/(s·m),四灰岩不发育,富水性差,六灰岩和七灰岩局部富含水,五灰岩富含水;二灰岩和五至七灰岩存在水力联系。
寒武系白云质灰岩单位涌水量为0.226L/(s·m),在石炭系110m以下,岩溶较发育。
2个采面突水水量大且较为稳定,水压高,说明有丰富的补给水源,呈现出承压水的一般规律。
据突水水质分析结果知,2次突水水源不是顶板或第四系水,而是灰岩含水层水。
两采区恒温带在地表以下25~30m附近,温度为17.2℃,地温梯度为3.2~3.5℃/hm。
12010采面突水温度为22℃,出水点距地面高-300m左右,预计水温为24℃,与二灰水水位基本相符,突水后二灰水水位一直下降也说明了突水水源主要是二灰水。
地质勘探表明,在没有大量疏水的情况下,12010采面下的二灰水水位下降了150m以上,说明该面二灰水的补给条件差,以消耗储量为主。
二灰水水头高度为210m,由于该面回采时最大突水量达2403/h,至采面回采结束底板二灰水的涌水量尚有30m3/h,表明二灰岩有一定的富水性和渗透性,在有足够排水能力的情况下,不会影响安全生产(图5)。
图5突水水量、水温、二灰岩水动态曲线示意图11090采面突水之初水温为30℃,4d后稳定在38℃左右。
11090采面突水处标高为-498m,预计该处水温为35℃,而实际水温为38 ℃左右,说明突水补给水源应在-550m以下,是石灰系五灰水和寒武系中白云质灰岩水。
从五炭岩观测孔水位动态看,五灰水水位稍有下降(只有五灰水观测孔在突水面附近且中间无断层,但在突水时该孔还没有施工完),说明五灰水是主要的补给水源。
综上认为,11090采面突水水源为石炭系二灰水,补给水源为石炭系五灰水和寒武系白云质灰岩水(图6)。
图6突水水量、水温、五灰岩水动态曲线示意图2.3导水通道分析底板破坏带与岩溶水断层破碎带是两采面底板突水的主要通道,断层煤柱构造和裂隙发育,隔水层完整性遭到破坏,给突水提供了通道。
据突水的特征推断,11090采面突水通道为溶蚀裂隙——管道水流系统;12010采面突水通道为与切眼成40°交角的一个构造裂隙;11090采面突水补给通道:一是襄郏背斜仰起端的石炭系灰岩隐伏露头区,其迳流通道是襄郏背斜轴部;二是沟李封正断层和襄郏一号正断层交汇处的三角地带。
12010采面的补给通道微细。
2.4突水机理分析矿井突水的必要条件是有足够的水量,有较大的水压力,并受到采动的影响。
两采面突水水量较大且稳定,表明水源相对充足;突水过程造成底板断裂或底鼓,表明水压力较高。
从两采面突水看,底板断裂构造薄弱带是造成突水的主要因素。
断裂构造在突水中的作用:一是使12010采面隐伏构造发育带、11090采面背斜轴部等处成为突水易发生部位;二是11090采面断裂构造发育,使各含水层具有良好的水力联系。
两采面矿压和水压是底板突水的诱导、触发因素。
采动矿压对底板的破坏主要有3种:一是离层导致层间破坏;二是采空区周边反向作用力导致剪切破坏;三是水平拉力导致垂向破坏。
采动矿压对两采面底板隔水层产生8~13m的破坏深度,使各个方向的先存断裂不同程度地发生“活化”;新产生的裂隙、先存断裂与含水体原始导升带连通,承压水沿着裂隙上升,冲刷结构面,裂隙软化扩大,逐渐形成较大的过水通道导致突水。
11090采面底板裂隙的突然导通致使突水来势猛,呈爆发态,但12010采面切眼为裂隙迟到突水。
综上认为,采面突水原因在于煤层开采后,底板应力场发生了变化,断层的拉伸张裂带更加发育并产生裂隙,随着采空区应力的降低,底板隔水层的抗张强度低于底板水压力,隔水层厚度相对不足,超过弹性变形极限而出现裂隙,同时原生裂隙进一步扩张,断层进一步被活化,终使底板隔水层断裂,导至突水。
3结语1)平顶山十三矿采面底板突水规律为水量大、水压高、水温高,且相对稳定。
11090采面突水水源为石炭系二灰水,补给水源为石炭系五灰水和寒武系白云质灰岩水;突水通道为溶蚀裂隙。
12010采面突水水源为石炭系二灰水,补给水源微弱,主要通道是与切眼成40°角的构造裂隙。
2)平顶山十三矿在二灰承压水上回采时,底板受采动影响原生裂隙再次扩张,断层进一步被活化,隔水层度相对不足,高压水致使隔水层断裂,从而发生了2次突水事件。
建议在二灰承压水上采煤时,首先进行水文地质勘查,再采取防水煤岩柱等有效措施,以防止突水事故的发生。
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