煤層工采對底板突水的影響

1、 煤層工采對底板突水的影響 底板水問題在我國煤礦產(chǎn)生過程中特別突出、特別普遍，涉及我國大部分煤田。包括華北、華南的大部分晚古生代煤田及個別的中生代及新生代煤田。其涉及范圍之廣，水量之大，危害之重，世界罕見。影響煤層底板突水的因素許多，高壓水頭是引起突水的一個重要條件，位于煤層底板的含水層，采掘工作面一般不能直接揭露，其中間隔有不透水或弱透水的巖層承壓水，要進入采掘空間必需要有肯定的力來突破隔水層或沖刷弱水透水層的裂隙；地質構造，如斷層和陷落柱等，這些會使巖體強度降低，阻水力量減弱，涌水通道發(fā)育；巖層結構與巖性特征，如巖體的強度、完整性和隔水與阻水性能；力學作用，如原巖應力大小、方向，開采活動引

2、起的圍巖應力重新分布和結構面再擴展；承壓水對巖體的物理、力學和化學作用等。 1掌握煤層底板突水的主要作用力 影響煤層底板突水的主要作用力許多，從力學觀點來看主要有：煤層底板下伏含水層的水頭壓力，包括動壓和靜壓；礦山動壓力和靜壓力；地應力；煤層底板與下伏含水層之間的相對隔水層的重力；相對隔水層的巖體強度。 動壓包括頂板冒落時巖塊對底板的沖擊力、采煤機械或放炮的震驚力等，這些對底板突水起誘發(fā)作用。水頭壓力和礦山壓力起到破壞隔水層底板，促使底板突水的作用力；而隔水底板的策略和強度則是維護底板完整、抑制底板突水的約束力。當約束力足以平衡作用力時，底板保持穩(wěn)定，不致發(fā)生底鼓和突水；否則不行能發(fā)生災難。

3、2煤層開采對底板的破壞及突水的形成條件 2.1采動對底板破壞作用 （1）應力狀態(tài)的轉變。當工作面從開切眼開頭回采之后，采面圍巖應力將發(fā)生變化。隨著工作面的推動，煤層底板前方處于支承壓力作用而壓縮。工作面推過后，應力釋放，底板處于膨脹狀態(tài)。隨著頂板的冒落，采空區(qū)冒落矸石的壓實，工作面后方肯定距離的底板以恢復到原巖應力狀態(tài)。由于工作面是在不斷推動的過程中，所以，底板處于壓縮膨脹再壓縮的狀態(tài)。而在壓縮與膨脹變形的過渡區(qū)，底板最易發(fā)生破壞。在開切眼四周，豎向應力集中程度最高，底板簡單發(fā)生變形及產(chǎn)生裂隙。在上、下出口四周煤層的底板不僅受到支承壓力的影響，而且受靜壓力的影響，因此，沿上、下出口四周底板的采

4、動裂隙比較發(fā)育，易形成突水點。而在上、下出口與開切眼處，突水的幾率則更大。在工作面停采線處，由于沒有動壓的影響，底板的變形及破壞程度較小。發(fā)生突水的可能性不大。 （2）結構面的再擴展。工程采動能夠引發(fā)原結構面的再次擴展。由于結構面本身物理性狀的差異性，其擴展后導水性能不盡相同，依據(jù)涌水量的變化狀況，裂隙受采動的程度可劃分為五種基本類型：增大型，裂隙受到短軸方向拉伸、長軸方向壓縮的礦壓作用，充填物少；松散受力后裂隙漸漸張開，涌水量漸漸增大；下降型，裂隙受到短軸方向壓縮、長軸方向拉伸拉礦壓作用，充填物多；受力后裂隙壓縮，涌水量漸漸削減；裂隙走向與礦壓作用方向成肯定的角度，受力不均，充填物較多，涌水

5、量時大時小，但總的趨勢是下降型；裂隙走向與礦壓作用方向成肯定的角度，受力不均，充填物較少，涌水量在工作面后方趨于穩(wěn)定；裂隙受到雙向壓縮的礦壓作用，充填物少，受力后基本不產(chǎn)生變形，涌水量呈穩(wěn)定型。 （3）采動裂隙帶的形成。由于采動礦壓和水的作用，在底板采動破壞深度范圍內，底板巖層中一般產(chǎn)生3種裂隙：豎向張裂隙，分布在緊靠煤層底板的最上部，是底板膨脹時層向張力破壞所形成的張裂隙；層向裂隙，主要巖層面以離層形式消失，一般在底板淺部較發(fā)育，它是在采煤工作面推動過程中底板受礦壓作用，反向位移沿層向薄弱結構面離層所致；剪切裂隙，一般為兩組，以60°左右分別反向交叉分布。這是由于采空區(qū)與煤壁及采空區(qū)頂板冒落在受壓區(qū)巖層反向受力剪切形成。 上述三種裂隙嚴峻破壞了底板巖體的完整性，當它們與含水層（或承壓水導升帶或導水斷層）溝通，要發(fā)生底板突水。底板巖體的破壞深度與程度主要與采場礦壓大小和礦壓顯現(xiàn)猛烈程度以及底板特征有關。