底板水防治理論

底板突水機(jī)理一、礦井水害類型及特點(diǎn)我國八大聚煤期

早寒武世

早石炭世(C1)

北方晚石炭世—早二疊世(C3-P1)

南方二疊紀(jì)(P)

晚三疊世(T3)

早中侏羅世(J1-2)

早白堊世(K1)

第三紀(jì)(E)。聚煤特征

1、從淺海海灣逐步向?yàn)I海、沿海地區(qū)并最后向陸地內(nèi)部遷移。

2、聚煤作用的氣候條件隨著植物界的發(fā)展演化，由熱帶、亞熱帶遷移擴(kuò)展至溫帶。古生代多為熱帶、亞熱帶，中生代以后多為溫帶。

3、各聚煤期植物不同。早古生代菌藻植物；晚古生代蕨類；中生代裸子植物、蕨類；新生代被子植物。煤炭資源的地理分布特點(diǎn)

分布廣泛、西多東少、北多南少、相對(duì)集中。

既廣泛又相對(duì)集中，是我國煤炭資源地理分布的重要特征。水源劃分水害類型地表水害第四系松散層孔隙水害侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害煤系砂巖裂隙-孔隙水害煤系薄層灰?guī)r水害厚層灰?guī)r水害（北方奧灰，南方茅口灰?guī)r）老空、老窯水害其他水害（導(dǎo)水陷落柱、斷層、封閉不良鉆孔、防水設(shè)施、邊界煤柱等）水害特點(diǎn)地表水害包括河流、水庫、湖泊、海洋、雨季洪水等。其危害為：通過井眼、礦井安全出口、采后塌陷坑、煤系含水層露頭、喀斯特塌陷等直接或間接透入礦井而造成事故；地表水體底部滲漏增大礦井涌水量；第四系松散層孔隙水害分布面積廣；廣泛接受大氣降水、地表水補(bǔ)給；為孔隙水，連通性好；與其他含水層露頭接觸，或其他方式發(fā)生水力聯(lián)系，可成為其他含水層的補(bǔ)給水源侏羅系-第三系孔隙-裂隙水害一般分布面積局限；與第四系水有廣泛的水力聯(lián)系或直接接受大氣降水、地表水補(bǔ)給；為孔隙-裂隙水，連通性較差，局部富水性較強(qiáng)；與其他含水層露頭接觸，可成為其他含水層的補(bǔ)給水源煤系砂砂巖裂裂隙-孔隙水水害具有成成層性性，一一般具具多層層特點(diǎn)點(diǎn)；為裂隙隙-孔隙水水或裂裂隙水水，具具有較較強(qiáng)的的方向向性，，在某某些方方向上上連通通性好好，裂裂隙發(fā)發(fā)育部部位富富水性性較強(qiáng)強(qiáng)；在沒有有地表表水、、第四四系水水及其其他水水源補(bǔ)補(bǔ)給條條件下下，其其動(dòng)、、靜儲(chǔ)儲(chǔ)量往往往不不大；；距離煤煤層近近，影影響較較大。。煤系薄薄層灰灰?guī)r水水害灰?guī)r厚厚度較較小，，靜儲(chǔ)儲(chǔ)量不不大；；在有充充足補(bǔ)補(bǔ)給水水源條條件下下，動(dòng)動(dòng)儲(chǔ)量量較大大；一般為為巖溶溶-裂隙含含水層層水或或裂隙隙-巖溶含含水層層水，，富水水性不不均勻勻；巖溶裂裂隙的的發(fā)育育程度度與埋埋藏深深度、、構(gòu)造造發(fā)育育程度度、構(gòu)構(gòu)造部部位有有關(guān)；；夾在可可采煤煤層之之間或或煤層層與奧奧灰之之間，，距離離煤層層較近近，甚甚至直直接成成為煤煤層頂頂、底底板，，對(duì)煤煤層開開采影影響大大。厚層灰灰?guī)r水水害奧陶系系灰?guī)r巖出露廣廣泛，，接受受大氣氣降水水、地地表水水或第第四系系等水水的補(bǔ)補(bǔ)給，，總體體補(bǔ)給給水源源充足足，動(dòng)動(dòng)、靜靜儲(chǔ)量量巨大大；一般為為巖溶溶-裂隙含含水層層水或或巖溶溶含水水層水水；發(fā)育兩兩套巖巖溶系系統(tǒng)，，古巖巖溶和和近代代巖溶溶；具具有強(qiáng)強(qiáng)徑流流帶和和分支支徑流流帶，，水力力系統(tǒng)統(tǒng)復(fù)雜雜，不不均勻勻性顯顯著；；巖溶裂裂隙的的發(fā)育育程度度與埋埋藏深深度、、構(gòu)造造發(fā)育育程度度、構(gòu)構(gòu)造部部位有有關(guān)；；含水性性強(qiáng)，，可疏疏降性性差，，對(duì)近近距離離煤層層開采采影響響大。。張家界界黃龍龍洞江蘇宜宜興善善卷洞洞老空、、老窯窯水害害積存于于生產(chǎn)產(chǎn)或開開拓水水平之之上；；水量不不大，，一般般不會(huì)會(huì)造成成淹井井危害害；一旦揭揭露，，水量量集中中，來來勢(shì)猛猛，往往往以以“有壓管管道流流”的形式式突然然潰出出；具有很很大的的沖擊擊力和和破壞壞力，，對(duì)人人身安安全危危害極極大；；老窯水水積存存時(shí)間間長，，水的的酸性性強(qiáng)，，腐蝕蝕性強(qiáng)強(qiáng)，危危害大大；其他水水害巖溶陷陷落柱柱：突突水通通道，，危害害大；；斷層，，導(dǎo)水水：活活化，，斷層層影響響帶；；封閉不不良鉆鉆孔：：導(dǎo)水水通道道，連連通含含水層層；防水設(shè)設(shè)施：：主要要是擋擋水墻墻，有有水或或無水水，圍圍巖、、墻體體穩(wěn)定定性，，靜水水或動(dòng)動(dòng)水；；邊界煤煤柱：：破壞壞，不不穩(wěn)定定，易易引發(fā)發(fā)突發(fā)發(fā)性事事故；；。4)第Ⅳ帶（h4）,原始導(dǎo)導(dǎo)高帶帶是指不不受礦礦山壓壓力作作用的的影響響，并并發(fā)育育有承承壓水水的原原始導(dǎo)導(dǎo)高的的層帶帶。其其特點(diǎn)點(diǎn)為：：因水水化學(xué)學(xué)作用用，巖巖石處處于彈彈塑性性、塑塑性狀狀態(tài)；；裂隙隙發(fā)育育差參參不齊齊，并并已成成為突突水通通道；；巖層層的連連續(xù)性性差；；底板板水從從該帶帶突出出只需需克服服沿程程阻力力。各帶厚厚度的的確定定礦壓破破壞帶帶新增損損傷帶帶原始導(dǎo)導(dǎo)高帶帶及原原始損損傷帶帶底板破破壞型型突水水條件件1)若h3≠0，則不不突水水；2)若h3＝0，h2≠０，且且P<σσ(1-D)，則不不突水水。其其中，，P為水壓壓，σ為損傷傷底板板巖石石抗壓壓強(qiáng)度度，D為底板板損傷傷變量量；3)若h3＝0，h2≠０，且且P>σσ(1-D)，則突突水；；4)若h3=0，h2＝0，則突突水。。底板破破壞深深度的的計(jì)算算方法法經(jīng)驗(yàn)公公式損傷理理論損傷底底板破破壞深深度預(yù)預(yù)測(cè)白莊煤煤礦7105工作面面為-430m水平的的第一一個(gè)工工作面面，開開采深深度平平均為為520m，工作作面斜斜長80m，煤層層的傾傾角為為10o，堅(jiān)固固性系系數(shù)為為3。底板板損傷傷度0.33。根據(jù)“下三帶帶”理論10.66m，根據(jù)“規(guī)程”10.36m，根據(jù)無無損傷傷經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式式13.8m，根據(jù)損損傷經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公公式21.23m,現(xiàn)場實(shí)實(shí)測(cè)22.47m.底板破破壞深深度實(shí)實(shí)測(cè)設(shè)設(shè)備——雙端封封堵側(cè)側(cè)漏儀儀計(jì)算機(jī)機(jī)數(shù)值值模擬擬非線性性預(yù)測(cè)測(cè)理論論公式式神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)理理論信息融融合理理論沿運(yùn)煤煤巷傾向垂垂直切切片平平行切切眼60間距2、頂板板水探探測(cè)滕東生生建煤煤礦3下107工作面面頂板板地層層電阻阻率三三維數(shù)數(shù)據(jù)體體頂板上上10米頂板上上20米頂板上上30米頂板上上40米頂板上上50米頂板上上60米頂板上上70米頂板上上80米頂板上90米頂板上100米頂板上110米頂板上120米3煤頂板富富