1底板突水规律与突水优势面
煤矿工作面底板突水研究
水 研 究
张 慧娟 邢会 安
（ ． 作 煤 业 集 团公 司 教 育 培 训 中心 ， 南 焦 作 ４ ４ ０ ； ． 文 公 司 ， 南 焦 作 ４ ４ ０ ） １焦 河 ５００２水 河 ５ ０ ０
［ 要 ］ 当煤 矿 工 作 面 底 板 突 水 时 ， 照 传 统 的 理 论 都 要 从 断 层 上 找 出水 通 道 ． 章 根 据 两 个 摘 按 文
０ 引 言
煤矿 突水 可 分 为掘进 巷 道突 水 和 回采工 作 面 突水 ［． １ 巷道 突 水 容易 封堵 ， ］ 而工 作 面 突水 就 较难 治 理 ． 工
作 面 突水较 难治 理 的主要 问题 是 出水 点位置 不好 确定 ． 长期 的堵 水 实践 证 明 ， 现 ９ 发 ０％以上 的 突水 与 断层有 关 ［． 此 ， ２因 ］ 为寻 找 突水 的通道 ， 就首 先 对 断层 进
实 例 的 研 究 认 为 ： 作 面 的 突 水 与 大 顶 来 压 ， 水 层 厚 度 ， 板 破 碎 情 况 等 因 素 都 有 密 切 的 关 系 ．因 工 隔 底
此 寻 找 煤 矿 底 板 突水 的 通 道 要 从 多 方 面 因 素 去 综 合 考 虑 ． ［ 键 词 ］ 大 顶 来 压 ； 层 ； 水 ； 板 出水 关 断 堵 底 ［ 章 编 号 ］ １ ７ —０ ７ ２ ０ ） ２０ ０ — ３ ［ 图 分 类 号 ］ 文 ６ ２２ ２ （ ０ ７ ０ — １ ４０ 中 ＴＤ７ ３ ［ 献 标 识 码 ］ Ｂ ４ 文
１ ２ 禹州 市方 山镇第 二煤 矿堵 水案 例 ． 禹州市 方 山镇 第二 煤矿 是 一个 倾 向 Ｎ４ 。倾 角 １ 。 右 的单斜 构 造 ． 田内主 要地 层 为 寒 武 系 ， 炭 二 ０， ５左 井 石
煤层底板＂下三带＂突水防治措施探析
导 升带是 指含 水层 中的承压水 沿 隔水层 底部 裂
隙导升 的上 限与含 水 层 顶 面之 间 含水 部 分 的 岩体 ．
其 厚度 为 ｈ 。 沿 煤层 走 向做 一 剖面 ，采煤 工作 面底板 “ 下 三 带” 的分布 如 图 １ 所示 煤 层至底 板含 水层 之 间的底 板 总厚 度 Ｈ＝ ｈ ＋ ＋ ， Ｌ为采空 区的采顶 距
煤层 开采 时底 板的破坏厚 度 。在 导水破坏 带岩层 中 ，
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１ ． １ 第 ｌ 带： 底板 采 动导水 破坏 带
在 采 动 矿压 的作用 下 ． 导水 破 坏 带底 板 岩 层 的
连 续 性 和稳 定 性 遭 受 破 坏 。导 水 性 发 生 明显 的改 变 。其 中 ． 层 面裂 隙 和竖 向裂 隙将 会直 接遭受 破坏 ， 且节 理 间相互 穿插 ， 无 明显 界 限。该带 的厚度 （ ｈ ） 为
第 ２ ９卷 第 ３期
２ ０ １ ７年 ７月
黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院 学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙｅ ｌ ｌ ｏ ｗ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ
中图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ５
文献标 识码 ： Ｂ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ３ ６ ８ １ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ４ １ — １ ２ ８ ２ ／ ｔ ｖ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ３ ． ０ １ ０
煤层底板突水因素分析
中图 分 类 号 ：Ｄ ４ Ｔ ７５
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０４ ６ ２ （０ ２ ０ — ０ ４ ０ １０ — ４ ９ ２ １ ）５ ０７ — ３
煤矿 五大灾害 中， 水害的严重程度仅次于瓦斯事故 。我国煤 矿的水文地质条件 比较复杂 ， 约总储量的 ２ ％受水 害威胁 ， ７ 因煤 矿水害造成的人员伤亡及财产损失极为惨重 。近年来 ， 随着采掘 范围的延伸 ， 水害的威胁有增无减。据相关统计数据 ， 过去近 ２ ０ 年里 ， 国内有 ２ ０多对矿井被突水淹没 ， 成巨大的破坏 。为有 ０ 造用在煤层底板 的强度 水
越大 ， 平衡条件破坏时就会造成底板水害事故 。 对具有岩溶水底板特征 的矿井进行 采掘时 ，存在 高水头承 压水压力及矿压等 因素 的联合作用 ，因此 易造成重大底板 岩溶 突水 水害。煤层底板 突水是一个难 以解决 的复杂非线性 动力学 问题 ， 即使准确把握了水头压力及矿压作用 ， 其煤层底板 的隔水 性能 ， 还取决于隔水岩层的特性 、 岩石 的组 合 、 隔水 岩层 厚度 、 稳
地表 水 、 泥石流等 ， 其中煤层 底板 承压含水 层导 致的水害威胁最
大也 最频 繁 ， 形成 的突水灾害会造成工作面或采 区淹没 ， 甚至造 成矿井淹没及重大人身伤亡 。 国内外学者对煤层底板水害进行 了大量 的研究 。如针对煤 矿 开 采 过程 中不 同倾 角 正 断层 在 采 动作 用 下 的影 响 ，采 用 ＦＡ ３ Ｌ Ｃ Ｄ软件进行了模拟仿真研究 ， 揭示 了断层构造 以及倾角对
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浅谈澄合矿区底板突水因素分析及防治建议
浅谈澄合矿区底板突水因素分析及防治建议随着澄合矿区煤层开采深度的不断加深，向深部开拓中引起的矿井水害亦日趋严重，底板水害事故频发，给澄合矿区大水煤矿生产安全构成严重威胁。
因此，本文在澄合矿区调研井田地质及水文地质资料的基础上，总结分析了渭北煤田澄合矿区底板五大突水影响因素，即地质构造、底板岩层岩性及其组合特征、含水层的富水性、水头压力、矿山压力，最后针对澄合矿区大水煤矿底板水害问题提出了针对性的防治技术及建议，给华北煤田大水矿区提供参考和借鉴。
标签：澄合矿区；底板水害；突水影响因素；防治技术1 澄合矿区井田地质及水文地质概况澄合矿区地处陕西省澄城、合阳县境内，位于渭北煤田东部，区内煤炭开采悠久，至尽已有600余年历史，矿区东部长67公里，南北宽30公里，面积约1718平方公里。
澄合矿区地貌以台塬为主体，黄土覆盖层较高厚，黄龙山横亘于北部边界，黄河由北向南流经矿区东部边界，洛河由北向南流经西部边缘，形成澄合矿区东西部自然边界，黄土层常年受山洪与河流冲刷，形成塬、梁、峁、河谷相间的地貌。
在矿区勘探区域内以黄土台塬、河谷滩地为主等地质地貌概括；澄合矿区内交通极为方便，西距西安市直线距离120km，公路运输通畅，可直达渭南、西安、铜川、韩城及山西诸县，与相邻县市均有高速公路及省一、二级公路相通；澄合矿区内的气候条件属大陆性低湿度半干旱气候区，气候春季温暖干旱，夏、秋季炎热多雨，冬季寒冷干燥，年降雨量少，蒸发量大是澄合矿区气候的主要特征。
1.1 井田区域煤层澄合矿区煤层赋存于上石炭统太原群和下二叠统山西组地层之中，自上而下依次编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11号，煤层总厚8.72m。
可采层5层，其中普遍可采煤层，为5号和10号煤层，局部可采层为4层，其余各煤层均为不可采煤层。
1.2 井田区域构造澄合矿区大地构造位置处于鄂尔多斯地块东南部的渭北隆起东段，其东有近南北向的吕梁、太行隆起，北为鄂尔多斯地块主体，西为北北西-北西向的六盘山构造带，南邻东西向秦岭褶皱带。
底板岩层下三带
底板岩层三带划分
垂直层面的裂隙：是由剪切作用和层向拉力造成。
2 影响因素： ①工作面长度L：L↑—h1↑
统计：L＜70m h1≈8～9m；
L=100～130m L=180m ②悬顶距： 悬顶距↑—超前支承压力峰值↑—h1↑ ③采高： 对于单层开采或分层的第一分层开采，采高↑—h1↑。 h1≈13～17m； h1≈20m。
理论计算法
① 经验估算法：
a 仅考虑工作面宽度（斜长）L时：
h1 0.7007 0.1079L或h1 0.303L0.8
b 考虑采深H、倾角α、工作面斜长L时：
h1 0.0085H 0.1665 0.1079L 4.3579
c 考虑采深H、倾角α、面斜长L、岩层坚硬性系数f时：
L每增加10m，h1增加1m。
开采第二分层时，仅在第一分层破坏深度的基础上增加
2 ～3m，再下一分层开采时增加深度更小。
④采深：采深↑—h1↑
100～1200m采深范围内，每增加100m，破坏深度增加 0.8m， 深度一般在1～10m之间变化。 3 深度确定方法： 钻孔注水法 现场实测法 经验估算法 地质雷达法 超声波探测
体，使原有裂隙进一步扩展。
②渗水软化：承压水在底板隔水层中，降低了有效应力 和内聚力，使隔水层强度降低。
2 突水条件：
一般，承压水的压裂扩容作用是否发生，与底板隔水层 中的最小主应力σ3有直接关系。 只有PW＞σ3时，才会产生压裂扩容作用。
突水条件：
a) 采动矿压及水压未能使底板隔水层形成贯通破裂，即：
h1 0.009H 0.0448 7.929ln L 0.3113f 25.18
一般，在断裂带附近，h1比正常底板增大约0.5 ～1.0倍。
煤层工采对底板突水的影响
煤层工采对底板突水的影响
煤层工采对底板突水的影响
底板突水是煤矿的普遍问题，对煤矿采掘工作和安全生产造成了很大的影响，因此煤矿工作者和学者一直致力于研究和预防底板突水。
煤层工采是底板突水的主要原因之一，其对底板突水的影响较大，本文将探讨煤层工采对底板突水的影响。
一、煤层工采导致底板损伤
煤层工采过程中，采煤机、支架和运输设备等工具对底板的冲击和振动，易导致底板损伤，从而影响地下水的流动和过滤能力，增加地下水的压力，造成底板突水。
二、煤层工采影响地下水的流动和过滤能力
正常情况下，底板的砂层、泥层和黏土层等可以起到一定的过滤和阻挡作用，限制地下水的流动和压力。
但是煤层工采过程中，底板的损伤和变形，致使地下水的流动和过滤能力发生变化，难以发挥原有的阻挡作用，地下水的流量和压力就会增大，导致底板突水。
三、煤层工采影响底板强度和稳定性
煤层工采对底板的冲击和振动，使底板钢架和支架等构造失去稳定性，底板的强度和稳定性下降，当地下水压力加大时，易导致底板崩塌和突水。
四、煤层工采加剧底板变形和沉降
煤层工采过程中，采煤机、支架和运输设备等工具在底板上不断移动和振动，使底板变形和沉降加剧，对地下水的流动和排泄产生影响，从而增加了底板突水的风险。
综上所述，煤层工采是底板突水的主要原因之一，其影响主要表现在损伤底板、影响地下水的流动和过滤能力、影响底板的强度和稳定性、加剧底板变形和沉降等方面。
因此，采区积水预防和治理方案必须充分考虑这些影响因素。
同时，矿工们在日常采煤过程中，应注意保护底板，避免冲击和振动，降低底板突水的风险。
地质构造与煤层底板突水
地质构造与煤层底板突水于喜东(山西焦煤集团 西山煤矿总公司 , 山西 太原 030053)摘 要 : 煤层底板突水是一种复杂的地质及采动影响现象 , 是煤层下伏承压水冲破底板隔 水层的阻隔 , 以突发 、缓发或滞发的形式进入工作面 , 造成矿井涌水量增加或淹井的自然灾害 。
多年实践证明 , 影响煤层底板突水的主要因素为地质构造 、矿山压力 、水压力 、底板隔水层的 特征 、承压水的富水性及开采空间等 。
论文主要对地质构造中的断层与底板突水进行论述 , 在 分析其突水原因及导水性后 , 提出在工作面布置时应注意的问题 。
关键词 : 断层 ; 底板突水 ; 工作面 ; 导水性中图分类号 : 文献标识码 : 文章编号 : 1671 - 0959 (2004) 1220034202TD741B1) , 由地质构造引起的突水事故占 6910 % , 由断层导水引 起的占 6617 % , 井陉矿区的统计结果表明 , 直接沿断层发 生突水的占 74 % , 沿断层影响带发生突水的占 23 % 。
我省 由于开采深度较浅 , 大多开采山西组煤层 , 一来水压不是 很大 , 二来隔水层厚度大 , 由于水压力大或隔水层底板被 冲破直接突水的矿井还未发现 , 但在开采过程中遇断层而 使奥陶系岩溶水涌入矿井的事故还时有发生 , 本次统计的 8 例 , 皆是由于断层导水而发生的 。
1 概 述当煤层下伏含水层中水的压力大 , 水位标高超过煤层 底板标高时即该煤层在开采过程为带压开采煤层 , 如果水 压力过大 , 超过了底板隔水层的极限或有其它诱发的导水 因素时 , 在开采时极易形成突水 。
地质构造 , 尤其是断层 , 是造成煤层底板突水的主要原因之一 , 通过对峰峰 、焦作 、 淄博 、肥城及山西 171 个底板突 水 工 作 面 的 统 计 可 知 ( 表表 1 煤层底板突水与地质构造效应的关系矿区 突水工作面数/ 个受断层影响数/ 个其它构造影响数/ 个断层影响所占比例/ %构造影响所占比例/ %峰峰 焦作 淄博 肥城 山西 合计1124 55 73 8171 913 31 53 811411 2 0 048118 5412 56147216100 66179019 5813 60107216100 6910712 监控系统主井配有 DJ 4 - 001 低浓度甲烷报警传感器 , 带瓦斯自 动检测报警断电装置 。
煤矿底板突水事故统计分析及防治措施
煤矿底板突水事故统计分析及防治措施摘要煤矿底板突水危害巨大，本文梳理了近年来发生的多起煤矿底板突水事故，结合统计分析方法，着重对其原因、风险等内容进行了详细剖析，并对相关的防治措施进行介绍和讨论。
关键词：煤矿底板突水、危害、原因、风险、统计分析、防治措施正文煤矿底板突水是一种危害严重的采矿事故，据不完全统计，2015-2019年在我国煤矿发生的突水事故中，造成52人死亡，242人受伤。
煤矿底板突水的危害范围非常广泛，包括人员伤亡、经济损失、生态环境影响等。
近年来，煤矿底板突水事故发生频率极高，因此，亟需进行统计分析，挖掘出其发生的原因，以及相关的风险。
经过统计分析，可以概括出以下几点：煤矿底板突水事故主要发生在低深煤矿，低深煤矿未能妥善处理底板抽水工程时，底板抽水可能造成底板突水，甚至可能引发洪水或淹没;另外，现有煤矿底板突水防治技术存在一定不足，在实际应用中经常发生故障。
为了防止煤矿底板突水事故的发生，必须强调制定和完善安全管理制度，健全底板突水的防治技术，对事故负有责任的责任人进行严格的惩处。
同时，要加强技术改造，尤其是水文地质勘察等技术，以及技术复核措施的加强，以避免煤矿底板突水事故的发生。
以上是关于煤矿底板突水事故统计分析及防治措施的研究，通过对统计分析结果的进一步讨论，有助于对煤矿底板突水事故的防治措施更加完善，从而减少煤矿底板突水事故发生的概率。
为了防治煤矿底板突水事故的发生，从方法上讲可以做以下几点安全预防措施：首先，加强安全技术装备的完善，提高采矿企业的安全意识。
在底板抽水工程中，采矿企业应该加强对系统安全技术装备的投入，其中包括管理系统、监测系统和安全防护设备的安装和维护；此外，还应加强矿工的安全教育，增强他们的安全意识。
其次，加强实施监督检查和审核制度。
应该加强采矿企业对采矿过程各项操作的实施监督，确保底板抽水工程有效运行；另外，也应对底板抽水工程实施严格的审核制度，保证底板抽水的安全性。