预防矿井底板突水的下三带理论及其发展与应用
煤矿开采中的煤层突水预防与治理
01
预防效果
02 有效降低了煤层突水的发生概率，保障了矿工生 命安全。
03 提高了矿区开采效率，减少了因突水事故导致的 生产中断。
某矿井煤层突水治理过程及效果
01
治理过程
02
迅速关闭突水点附近的水闸，控制水量。
通过钻孔引流、降低水位，减小突水压力。
03
某矿井煤层突水治理过程及效果
• 对破坏的底板隔水层进行注浆加固，修复受损区 域。
CHAPTER 04
煤层突水预防与治理案例分析
某矿区煤层突水预防措施及效果
预防措施 强化矿区地质勘探，掌握煤层底板隔水层厚度、岩性及分布规律。
制定合理的采掘计划，控制开采深度和范围，避免破坏底板隔水层。
某矿区煤层突水预防措施及效果
• 实施注浆加固，提高底板隔水层的抗水压能力。
某矿区煤层突水预防措施及效果
02
分析监测数据，及时发现异常情况，发出预警信号 ，为采取应对措施提供时间保障。
03
定期对预警系统进行校准和维护，确保其准确性和 可靠性。
CHAPTER 03
煤层突水治理方法
注浆技术
总结词
通过将浆液注入煤层或岩层裂隙、孔隙或破碎带，以达到封堵水流、加固地层或隔断水流的目的。
详细描述
注浆技术是煤矿开采中常用的煤层突水治理方法之一。通过钻孔将配制好的浆液注入煤层或岩层中， 利用浆液的凝固和硬化作用，封堵水流通道，降低水压，从而达到治理煤层突水的目的。注浆技术具 有施工简便、适用范围广、治理效果显著等优点。
某矿井煤层突水治理过程及效果
治理效果
1
2
有效控制了突水事故的发展，避免了更大规模的 灾害。
3
及时恢复了矿井的正常生产，减少了经济损失。
矿井突水及其预测评价
• 需要指出,“三带”仅对层状岩层有意义,岩浆岩不存在 “三带”。“三带”发育是否完整取决于采深,采深较 小时(一般小于100m)“三带”发育不完整。
Hf
100M 11.2 2.4n 2.1
Hf
100M 5.1 3.3n 3.8
Hf
100M 5.1 5.1n 5.2
400～600
辉绿岩、石灰岩、硅 质石英岩、砾岩、砂 质页岩等
全部陷 落
Hf
100mh 8.4 4.1h 133
＜400
砂质页岩、泥质砂岩、 页岩、粘土岩、风化岩 石、第三系和第四系松 散层等
图9-8 断层位于导水裂隙带范围内
第十五页，编辑于星期一：十六点 十三分。
5）采煤方法及顶板管理
• 正确选择采煤方法和顶板管理方法是控制两带高度及覆岩沉降 的重要手段。
• 选择采煤方法时，应有利于限制导水裂隙带高度，使 上覆岩层形成均衡破坏。应控制工作面长度、采厚和 阶段垂高不宜过大，分层采厚应小些，分层间接续宜 采用间歇式回采等；对缓倾斜煤层宜采用单一长壁全 部垮落法和倾斜分层长壁下行垮落法采煤；对急倾斜 煤层宜采用走向推进的伪倾斜柔性掩护支架法（阶段 垂高30～35m）或水平分层人工假顶下行垮落法采煤。
的破坏会出现三带
第四页，编辑于星期一：十六点 十三分。
1．冒落带
• 煤层采出后,上覆岩层失去平衡,由直接顶岩层开始逐层向上冒落,直到开 采空间被冒落岩块充满为止。下部,岩层呈不规则的岩块杂乱堆积于采
空区内,称不规则冒落带；向上冒落岩块渐大,甚至过渡为似层状断 块，不连续地覆盖于不规则冒落带之上,称规则冒落带。 • 冒落带最高点至回采上边界的垂直高度称为冒落带高度。冒落带 内岩块之间空隙多,连通性强,是水体和泥砂溃入井下的通道。 • 冒落岩石由于碎胀,体积增大，增大的比率称为碎胀系数。煤层
煤矿开采中的煤层突水预防与治理
05
结论与展望
当前研究的不足与局限性
技术手段的局限性
当前煤层突水预防与治理技术 仍以传统方法为主，缺乏高效
、智能化的技术手段。
理论研究不足
关于煤层突水的机理研究尚不 深入，缺乏对突水预测和预警 的理论支持。
安全意识待提高
部分煤矿开采人员对煤层突水 的危害认识不足，安全意识有 待提高。
法律法规不完善
煤矿开采中的煤层突水预防与治 理
汇报人：可编辑 2023-12-31
contents
目录
• 煤层突水概述 • 煤层突水预防措施 • 煤层突水治理方法 • 煤层突水预防与治理案例分析 • 结论与展望
01
煤层突水概述
煤层突水的定义与特征
定义
煤层突水是指在煤矿开采过程中 ，地下水突然涌入采掘工作面的 现象。
相关法律法规和标准体系尚不 健全，对煤层突水防治工作的
监管力度不够。
对未来研究的建议与展望
加强技术创新研究
鼓励研发新型的煤层突水预防与治理技 术，提高防治工作的效率和安全性。
提高安全意识
加强煤矿开采人员的安全培训和教育 ，提高他们对煤层突水危害的认识。
深化理论研究
加大对煤层突水机理的研究力度，为 突水预测和预警提供更可靠的理论依 据。
完善法律法规和标准体系
建立健全煤层突水防治相关的法律法 规和标准体系，强化监管力度，确保 防治工作的有效实施。
03
煤层突水治理方法
注浆技术
总结词
注浆技术是一种常用的煤层突水治理方法，通过将浆液注入煤层或含水层，达到封堵水流、降低水压、防止突水 的目的。
详细描述
注浆技术包括地面注浆和井下注浆两种方式。地面注浆是通过在地面钻孔，将浆液注入地层，使浆液在含水层中 扩散、凝固，达到封堵水流的目的。井下注浆则是将浆液通过钻孔注入井下煤层，利用注浆泵施加压力，使浆液 在煤层中扩散、渗透、凝固，形成防水帷幕，阻止水流进入工作面。
矿井防治水基本理论理与方法3
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
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。
矿井水害防治[1][1].前言
![矿井水害防治[1][1].前言](https://img.taocdn.com/s3/m/db8fbf200722192e4536f6a5.png)
第二篇 矿井突水事故典型案例汇编
第四章 矿井顶板水害事故
第一节 顶板砂岩水害事故 第二节 顶板厚层灰岩水害事故 第三节 顶板薄层灰岩水害事故
第五章 矿井底板水害事故
第一节 底板砂岩水害事故 第二节 底板厚层灰岩水害事故 第三节 底板薄层灰岩水害事故
第六章 矿井其它水害事故
第一节 矿区地表水体水害事故 第二节 矿区第四系冲积层水水害事故 第三节 矿井老空水水害事故
第二、三类水害对煤矿开采威胁最大的是厚层灰岩岩溶水， 其中包括：我国北方石炭二迭纪煤系底部的奥灰强含水层， 我国主要产煤的华北型矿区，东起徐州、淄博，西至陕西渭 北，北起辽宁南部，南至淮南、平顶山一带几乎都受其影响。 我国南方煤田，煤层下方茅口灰岩厚度达140～170米，煤层 底板至灰岩之间的隔水层厚度仅数米。例如湖南的涟邵、煤 炭坝、韶山、资兴；四川的南桐、中梁山、松藻、永荣；广 西的合山；江西的丰城、八景；浙江的长广等数十个煤田。 尤其是地方煤矿开采地质条件复杂，有很多均是开采统配大 矿的边角残煤，顶、底板水及老空水的不利因素更显得十分 突出。对于水害的各种信息的处理也只处于散乱和不完善状 态，不能科学地分析和处理各种水害信息。近几年来，随着 煤矿生产在开采深度和广度上的不断增加，矿井水的危害日 趋严重，淹井伤人事故频繁发生，给人民的生命与财产带来 了极大的损失，水的不利因素严重制约着煤炭工业的发展。
我国对矿井水害的研究已有30多年的历史， 但主要还是在70年代后，特别是80年代后，我国 的科学工作者开展了广泛的科学研究和现场测 试工作，对煤矿水害防治有了较深入的认识， 取得了大量研究成果，为矿井安全生产作出了 巨大贡献。笔者所在单位和个人先后承担和参 与了多项煤矿水害预测与防治的科研课题，获 得了丰富的成果和资料。本报告正是对这些科 研成果和资料以及多年水害预测与防治经验的 进一步整理总结和系统化。然而，由于笔者的 水平和时间所限，其中定有不妥之处，恳请各 位领导专家、同仁予以指正。
后沟煤矿煤层开采后的底板“下三带”破坏深度分析
0 引言
煤层开采后，底板会出现变形破坏，简称“下三 带 ”， 其 破 坏 范 围 和 深 度 值 会 严 重 影 响 煤 矿 生 产 安 全 ， 因此，必须掌握其破坏状况和相应参数。在回采工作 面或者井下大巷布置钻孔、注水观测技术探测煤层底 板破坏深度范围，形成有效的探测空间，进而研究模 拟煤层开采前后底板的变形规律和深度范围，是比较 成熟的技术之一，具有高精度、施工简单的优势，能 很好地分析煤层开采后底板的变形和破坏规律，为矿 井安全提供必要的数据基础。
1 “下三带”的形成及破坏方式
“下三带”是在井下巷道掘进和工作面采动过程中 工作面和巷道周围岩体的变形破坏，是煤层采后诱发 应力重新分布的必然结果。煤层底板一定深度范围内 岩体的应力改变，会使得岩体发生位移变形。矿压扰 动破坏带、有效隔水带和潜越导水带，统称为“下三带”。
根据“下三带”理论，岩层连续遭到破坏，其导 水性因裂隙的产生而发生明显改变。促使导水性明显 改变的裂隙在空间分布范围内，称为底板导水破坏带； 自开采煤层底板至导水裂隙分布范围最深部边界的法 线距离，称为“下三带破坏深度”[1]。
2019 年第 6 期 （总第 165 期）
2019 年 6 月
实践运用
后沟煤矿煤层开采后的底板“下三带”破坏深度分析
崔晨
（阳煤集团景福煤业有限公司，山西 寿阳 045400）
摘 要： 井工煤矿开采后，由于矿压等因素，煤层底板会出现不同程度的变形破坏 （简称为“下三带”），进而降低底
板隔水岩柱的原生强度和厚度。这对于受奥灰岩溶水威胁的矿井，势必会加大矿井突水的危险。为了解决这个问题，采
用现场观测试验法，井下工作面钻孔、连续注水观测的方法，成功查清了后沟煤矿煤层底板破坏深度的问题。
关键词： 下三带；底板；破坏深度；注水观测
工作面“三带”观测技术与应用
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。