礦井突水及其預(yù)測評價(jià)

第九章礦井突水及其預(yù)測評價(jià)第一節(jié)采掘活動(dòng)對頂?shù)匕鍘r層的破壞及頂板突水評價(jià)第二節(jié)采掘活動(dòng)對底板巖層的破壞及地板突水預(yù)測評價(jià)第三節(jié)突水預(yù)測實(shí)例第一節(jié)采掘活動(dòng)對頂板巖層的破壞及頂板突水評價(jià)

二、覆巖破壞對頂板突水的影響及其評價(jià)一、采動(dòng)條件下覆巖破壞的規(guī)律凡因井巷、工作面與含水層、被淹井巷、地表水體或含水的裂隙帶、溶洞、陷落柱、頂板冒落帶、構(gòu)造破碎帶等接近或溝通而突然產(chǎn)生的出水事故,稱為礦井突水(簡稱突水)。礦井突水分為掘進(jìn)突水與回采突水;按突水點(diǎn)與開采煤層所處的相對位置,可分為頂板突水、底版突水與煤柱突水;按突水相對于采掘工程進(jìn)行的時(shí)間可分為即時(shí)突水與滯后突水等。礦井水害類型通常按水源的不同,分為地表水體水害、松散層孔隙水水害、老空水水害、薄層灰?guī)r水水害、厚層灰?guī)r水水害與砂巖裂隙水水害等六種。依據(jù)突水點(diǎn)的水量大小,可將突水點(diǎn)分為小突水點(diǎn)(Q≤60m３/h)、中等突水點(diǎn)(Q=60m３/h～600m３/h)、大突水點(diǎn)(Q=600m３/h～1800m３/h)和特大突水點(diǎn)(Q≥1800m３/h)。(一)“三帶〞的形成及其形態(tài)特征采煤后,上覆巖層要發(fā)生破壞和位移,并具有明顯的分帶性.在采用走向長壁全部冒落法開采緩傾斜中厚煤層時(shí),覆巖的破壞會(huì)出現(xiàn)三帶圖9-1覆巖破壞分帶示意圖Ⅰ-冒落帶；Ⅱ-裂隙帶；Ⅲ-彎曲帶；a-垂向裂隙；b-離層裂隙；c-地表裂隙；1-不規(guī)則冒落帶；2-規(guī)則冒落帶1．冒落帶煤層采出后,上覆巖層失去平衡,由直接頂巖層開始逐層向上冒落,直到開采空間被冒落巖塊充滿為止。下部,巖層呈不規(guī)那么的巖塊雜亂堆積于采空區(qū)內(nèi),稱不規(guī)那么冒落帶；向上冒落巖塊漸大,甚至過渡為似層狀斷塊，不連續(xù)地覆蓋于不規(guī)那么冒落帶之上,稱規(guī)那么冒落帶。冒落帶最高點(diǎn)至回采上邊界的垂直高度稱為冒落帶高度。冒落帶內(nèi)巖塊之間空隙多,連通性強(qiáng),是水體和泥砂潰入井下的通道。冒落巖石由于碎脹,體積增大，增大的比率稱為碎脹系數(shù)。煤層直接頂巖性愈堅(jiān)硬、煤層采厚愈大,碎脹系數(shù)愈大；反之那么小。厚煤層分層開采時(shí),冒落巖塊因受重復(fù)破壞,巖塊碎度增大,碎脹系數(shù)減小煤層頂板巖石自由冒落后,冒落帶上方的巖層繼續(xù)下沉彎曲,當(dāng)其彎曲超過本身強(qiáng)度時(shí),便產(chǎn)生離層裂隙或垂直張裂隙,以至斷裂。這一過程逐層向上開展,直到上覆巖層整體下沉為止,這局部稱為裂隙帶。裂隙帶導(dǎo)水能力較強(qiáng),當(dāng)其涉及水體時(shí)可將水導(dǎo)入井下,但一般不導(dǎo)砂。一般將冒落帶和裂隙帶稱為冒裂帶或?qū)严稁?。裂隙帶最高點(diǎn)到回采上邊界的垂直距離,稱為冒裂帶高度或?qū)严稁Ц叨?。?dǎo)水裂隙帶發(fā)育的規(guī)律及其最大高度確實(shí)定,是地表水體及富含水層下采煤的重要工作之一,也是決定防水煤柱尺寸的主要依據(jù)。2.裂隙帶3．彎曲帶彎曲帶是指導(dǎo)水裂隙帶頂界到地表的那局部巖層.呈整體移動(dòng),又稱整體移動(dòng)帶。其上部很少出現(xiàn)離層裂隙,其下部可能出現(xiàn)離層裂隙,但僅局部充水,不與導(dǎo)水裂隙帶連通。彎曲帶上方的地表,一般會(huì)形成下沉盆地,盆地邊緣出現(xiàn)張裂隙,其深度約3m～5m,一般不超過10m,上寬下窄,直至閉合消失。因此,彎曲帶具有隔水保護(hù)層的作用。需要指出,“三帶〞僅對層狀巖層有意義,巖漿巖不存在“三帶〞?！叭龓Ж暟l(fā)育是否完整取決于采深,采深較小時(shí)(一般小于100m)“三帶〞發(fā)育不完整。彎曲帶煤層傾角不同,“三帶〞(特別是冒落帶、裂隙帶)的形態(tài)有所不同。由于隨著煤層傾角的增大,在傾斜方向上產(chǎn)生冒落巖塊向下滾動(dòng)加劇,采空區(qū)下部易被充填,從而限制了冒落帶、裂隙帶下邊緣向上開展，而采空區(qū)上部,煤柱片幫、開裂、冒落,使冒落帶、裂隙帶的上邊緣大大超過采空區(qū)上邊界,冒落帶、裂隙帶的高度隨之增大。當(dāng)煤層傾角很大，頂、底板巖性堅(jiān)硬，煤層厚且松軟時(shí)，那么可能沿煤層抽冒，高度可超過百m，形成地表塌陷。如徐州新河一井南冀急傾斜502工作面開采山西組7層煤.煤厚3.5～10m,傾角由90o倒轉(zhuǎn)至75o，頂?shù)装甯饔幸粚?m～14m的堅(jiān)硬砂巖，隨著支架的下放和超限采煤，造成煤層抽冒，5788m3沖積層黃泥潰入井下，地面出現(xiàn)一個(gè)直徑42m～59m的大塌陷坑。圖9-2冒落帶、裂隙帶的形態(tài)特征a-水平、緩傾斜煤層；b-傾斜煤層；c-急傾斜煤層1．覆巖性質(zhì)及組合特征2．煤層賦存及開采因素〔二〕影響冒落帶、裂隙帶開展的因素1．覆巖性質(zhì)及組合特征類型特點(diǎn)堅(jiān)硬一堅(jiān)硬型一般不易冒落、不易彎曲，但冒落后巖塊大，碎脹系數(shù)大,冒落充分,冒落帶、裂隙帶均發(fā)育較高，冒落帶高度可達(dá)采厚的5～6倍，裂隙帶高度可達(dá)采厚的18～28倍。軟弱—軟弱型易彎曲、冒落、下沉快、幅度大。直接頂冒落快，采空區(qū)極易被巖塊充滿而中止冒落，冒落帶發(fā)育不充分，加之軟弱不利于裂隙發(fā)育，兩帶高度均較低，冒高約采厚的2～3倍，裂高約為采厚的9～12倍。軟弱—堅(jiān)硬型直接頂易冒落，老頂不易彎曲下沉。若直接頂薄，則冒落不充分，冒高、裂高均小；若直接頂厚，則冒落充分，冒高可達(dá)采厚的8～10倍，裂高約為采厚的13～16倍。堅(jiān)硬—軟弱型直接頂冒落后，老頂很快彎曲下沉，占據(jù)采空區(qū)上部空間，冒落、裂隙發(fā)育都不充分，兩帶高度均較低。煤層開采是覆巖開裂破壞的根本原因。采厚、分層數(shù)、回采垂高、走向長度、開采方法、頂板管理方法、延續(xù)時(shí)間和地質(zhì)構(gòu)造等因素都對冒落帶、裂隙帶的發(fā)育有重要影響。2.煤層賦存及開采因素1〕采厚開采水平、緩傾斜及傾斜煤層時(shí)，開采單一薄煤層及中厚煤層或厚煤層第一分層所形成的導(dǎo)水裂隙帶高度與采厚根本呈直線關(guān)系；開采急傾斜煤層時(shí)，在回采垂高、走向長度、頂板巖性大體相同的條件下，導(dǎo)水裂隙帶高度與采厚也大體呈近似直線關(guān)系(圖9-3b)。圖9-3導(dǎo)水裂隙帶高度與采厚關(guān)系圖急傾斜煤層分階段開采時(shí)，在覆巖中硬、穩(wěn)定性較好的情況下，一次連續(xù)回采的階段垂高2〕分層數(shù)及回采垂高水平至傾斜的煤層分層開采或近距離煤層群重復(fù)采動(dòng)條件下，裂隙高度隨分層數(shù)增加而遞減(圖9-4)，與開采總厚呈近似分式函數(shù)關(guān)系(圖9-5)。越大，覆巖破壞高度越高。當(dāng)階段垂高增至某一數(shù)值后〔如淮南礦區(qū)為60m〕，裂隙帶高度的增加比率減小，階段垂高繼續(xù)增大，裂隙帶高度即不再增加(圖9-6)。圖9-4裂高采厚比與開采分圖9-5水平至傾斜煤層分層開采時(shí)中層數(shù)的關(guān)系圖

硬覆巖裂隙帶高度與累計(jì)采厚的關(guān)系曲線

1-中硬覆巖;2-軟弱覆巖

1-第一分層；2-第二分層；3-第三分層4-第四分層2)分層數(shù)3〕開采面積開采傾斜、緩傾斜煤層時(shí)，裂隙隨采區(qū)擴(kuò)大而向上開展。當(dāng)采區(qū)擴(kuò)大到一定范圍，裂隙帶高度達(dá)最大值后，采區(qū)繼續(xù)擴(kuò)大，裂隙帶根本上不再開展。當(dāng)巖層移動(dòng)趨于穩(wěn)定后，原有的冒裂隙帶將逐漸趨于壓縮狀態(tài)，裂隙帶高度甚至?xí)S之降低。開采急傾斜煤層時(shí)，如階段垂高和采厚不變，走向長度小于100m，裂高與走向長度大致呈近似的直線關(guān)系；假設(shè)走向長度超過100m，冒落帶、裂隙帶高度增加的幅度很小。假設(shè)走向長度過小〔如30m～50m〕，出煤量不加控制時(shí)，冒落帶、裂隙帶高度會(huì)隨階段垂高的增加而急劇增大，甚至直達(dá)地表。圖9-6開采急傾斜煤層時(shí)裂隙帶高度與階段垂高的關(guān)系曲線4〕地質(zhì)構(gòu)造由于構(gòu)造破碎帶巖石的力學(xué)強(qiáng)度降低，在采動(dòng)條件下會(huì)加劇冒落帶、裂隙帶的開展。通常，采空區(qū)上部的高角度張性或?qū)當(dāng)鄬訒?huì)引起裂隙帶沿?cái)鄬酉蛏祥_展，甚至抽冒使地面形成塌陷坑。位于正常冒落帶、裂隙帶以上的斷層，可能會(huì)使冒落帶、裂隙帶開展至該斷層(圖9-7)。位于正常冒裂帶范圍內(nèi)傾角比較平緩的斷層，一般對冒落帶、裂隙帶糕度的影響不大(圖9-8)。圖9-7斷層位于導(dǎo)水裂隙帶范圍外圖9-8斷層位于導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)正確選擇采煤方法和頂板管理方法是控制兩帶高度及覆巖沉降的重要手段。選擇采煤方法時(shí)，應(yīng)有利于限制導(dǎo)水裂隙帶高度，使上覆巖層形成均衡破壞。應(yīng)控制工作面長度、采厚和階段垂高不宜過大，分層采厚應(yīng)小些，分層間接續(xù)宜采用間歇式回采等；對緩傾斜煤層宜采用單一長壁全部垮落法和傾斜分層長壁下行垮落法采煤；對急傾斜煤層宜采用走向推進(jìn)的偽傾斜柔性掩護(hù)支架法〔階段垂高30～35m〕或水平分層人工假頂下行垮落法采煤。局部集中超限采煤，如挑煤皮、落垛式、倉房式及沿傾斜下放等非正規(guī)采煤方法易于破壞上方預(yù)留的煤柱，引起煤層抽冒，形成塌陷漏斗。常用頂板管理方法有：全部陷落法、全部充填法和煤柱支撐法〔條帶開采〕等。采用全部充填法和煤柱支撐法管理頂板，有利于控制兩帶高度的開展。

5〕采煤方法及頂板管理覆巖破壞高度的開展是個(gè)時(shí)間函數(shù)。當(dāng)裂隙高度未達(dá)最大值時(shí)，其隨時(shí)間的延長而增大。導(dǎo)水裂隙帶到達(dá)最大高度的時(shí)間與覆巖性質(zhì)有關(guān)。一般中硬巖層為回采放頂后1～2個(gè)月；堅(jiān)硬巖層長些；軟弱巖層短些，約0.5～1個(gè)月。裂隙高度達(dá)最大值后，覆巖仍在移動(dòng)。覆巖堅(jiān)硬時(shí)，導(dǎo)水裂隙帶高度一般不再隨時(shí)間變化；對于中硬或軟弱覆巖，裂隙帶高度隨時(shí)間延續(xù)略有減小。厚煤層分層開采時(shí)，隨分層數(shù)增加，裂隙帶高度達(dá)最大值的時(shí)間逐層加快。6〕覆巖破壞的延續(xù)時(shí)間二.覆巖破壞對頂板突水的影響及其評價(jià)“三帶〞中的冒落和裂隙帶是采動(dòng)破壞形成的人工導(dǎo)水通道。冒落帶、裂隙帶高度大于地表水或含水層等水體與工作面之間的距離時(shí)，就會(huì)引起頂板突水。評價(jià)覆巖破壞是否會(huì)引起頂板突水，關(guān)鍵在于確定冒落帶、裂隙帶的最大高度。方法有:〔一〕類比法選用地質(zhì)條件〔煤層傾角、覆巖性質(zhì)及組合結(jié)構(gòu)等〕、開采活動(dòng)〔采厚、分層或回采垂高、采煤方法和頂板管理方法等〕相似礦區(qū)的數(shù)據(jù)，通過比照分析比較確定兩帶高度?！捕辰?jīng)驗(yàn)公式法表9-1冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶最大高度的經(jīng)驗(yàn)公式煤層傾角(°)巖石抗壓強(qiáng)度kg/cm2巖石名稱頂板管理方法冒落帶最大高度（m）導(dǎo)水裂隙帶（包括冒落帶最大高度）（m）0～54400～600輝綠巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)石英巖、礫巖、砂礫巖、砂質(zhì)頁巖等全部陷落He=（4～5）M200～400砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)砂巖、頁巖等全部陷落He=（3～4）M＜200風(fēng)化巖石、頁巖、泥質(zhì)砂巖、粘土巖、第四系和第三系松散層等全部陷落He=（1～2）M55～85400～600輝綠巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)石英巖、礫巖、砂質(zhì)頁巖等全部陷落

＜400砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)砂巖、頁巖、粘土巖、風(fēng)化巖石、第三系和第四系松散層等全部陷落He=0.5M注：1．表中M—累計(jì)〔m〕；n—煤層層數(shù);m—煤層厚度〔m〕；h—采煤工作面小階段垂高〔m〕。2．冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶最大高度，對于緩傾斜和傾斜煤層，系指從煤層面算起的法向高度，對于及傾斜煤層，系指從開采上算起的垂向高度。3．巖石抗壓強(qiáng)度為飽和單軸極限強(qiáng)度。

當(dāng)煤層底板下存在承壓含水層時(shí)，采掘破壞了底板隔水層的天然受力狀態(tài)，底板承壓水在靜水壓力和礦山壓力的作用下破底涌入礦井，造成底板突水。第二節(jié)采掘活動(dòng)對底板巖層的破壞及底板突水預(yù)測評價(jià)一、影響底板突水的因素二、底板突水的評價(jià)方法

1．含水層富水性及水壓含水層的富水性是底板突水發(fā)生的內(nèi)因，決定著突水量的大小及其穩(wěn)定性；水壓那么是底板突水的根本動(dòng)力。在煤層底板隔水層條件相同時(shí)，水壓愈大，底板突水的機(jī)率愈高。在我國受奧灰或茅口灰?guī)r水影響的礦井，隨著礦井的延深，底板承受的水壓愈來愈大，礦井受底板水的威脅也隨之增大。

一、影響底板突水的因素2．隔水層是底板突水的抑制因素厚度和巖性組合：當(dāng)其它條件相同時(shí)，隔水層的越大不易發(fā)生底板突水。還與其巖性及組合關(guān)系有關(guān)。研究說明，柔性巖石有利于阻止水的滲入；剛性巖層抵抗礦壓破壞的能力較強(qiáng)；剛?cè)嵯嚅g的底板有利于抑制底板突水。3．?dāng)嗔褬?gòu)造統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)80%～90%以上的突水與斷層有關(guān)。作用表現(xiàn)為導(dǎo)水通道，降低底板強(qiáng)度，縮短煤水間距，減少隔水層厚度。4．礦壓破壞是底板突水的誘發(fā)因素礦壓主要是在隔水層上部形成礦壓破壞帶，直接影響隔水層的有效厚度，為突水的發(fā)生創(chuàng)造條件。天然相對平衡狀態(tài)，被礦壓破壞，發(fā)生底板突水。礦壓對隔水層的破壞有時(shí)間滯后效應(yīng)：一般回采工作面誘發(fā)時(shí)間較短，突水前常有工作面壓力增大或產(chǎn)生底鼓、裂縫的過程，或突水點(diǎn)位于采空區(qū)內(nèi)；掘進(jìn)工作面那么可能很長，掘進(jìn)后1～2年或更長的時(shí)間；有些斷層被巷道揭露很長時(shí)間，甚至被巷道幾度穿越均未發(fā)生突水，但經(jīng)過一定時(shí)間后突然發(fā)生涌水。圖9-9隨采煤工作面推進(jìn)底板受力過程示意圖礦壓對底板的破壞可簡述為，隨著回采工作面推進(jìn)，其底板任一斷面都要經(jīng)受采前超前支承壓力而壓縮、采后懸頂減壓而膨脹及后期頂板冒落再壓縮的過程圖9-10采煤工作面底板受力分布及剪切帶分布圖a-平面圖；b-A-A剖面圖壓縮一膨脹一再壓縮的過程，以離層形式導(dǎo)致層間裂隙的產(chǎn)生；支承煤體和采空區(qū)的增壓和采后懸頂局部的減壓及巖體反向位移的剪切作用，沿采空區(qū)周邊形成剪切破壞帶〔圖9-10〕；采空區(qū)底板淺部出現(xiàn)的拉應(yīng)力和橫向位移，可導(dǎo)致薄弱帶出現(xiàn)豎向裂縫。這些裂隙的形成是礦壓破壞底板和誘發(fā)底板突水的重要原因。礦壓破壞取決于破壞深度。愈大，隔水層有效厚度的減少愈甚，誘發(fā)底板突水的可能性愈大；反之那么小。礦壓破壞的深度的大小與回采工作面尺寸、開采方法、煤層厚度及傾角、開采深度及頂?shù)装宓膸r性及結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，其中最主要的是工作面斜長。根據(jù)假設(shè)干工作面的測試資料，礦壓對底板隔水層的破壞深度一般為6～14m。山東礦業(yè)學(xué)院特殊開采所根據(jù)全國11個(gè)采面的測試成果，總結(jié)出底板破壞深度與采面斜長關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式為h1=1.86+011L〔9-1〕式中h1—底板破壞破壞深度，m；L—工作面斜長，m。根據(jù)礦壓對底板的破壞，礦壓誘發(fā)采場底板突水有以下規(guī)律：1〕在時(shí)間上，底板突水多發(fā)生在采面初次來壓或周期來壓時(shí)，尤其以初次來壓時(shí)居多，其原因是此時(shí)控頂距及懸頂面積大。2〕在空間上，底板突水在走向上多發(fā)生在初次來壓或周期來壓步距附近；在傾斜方向，常有靠近機(jī)巷或回風(fēng)巷附近，其原因是這些位置恰好是剪切帶的部位。3〕從工作面推進(jìn)速度看，推進(jìn)慢比推進(jìn)快易突水，停采線附近也易突水，其原因是剪切帶有充分的時(shí)間開展、延深，從而加劇對底板的破壞。圖9-11焦作礦區(qū)地應(yīng)力與突水關(guān)系圖1—月震次數(shù)曲線；2—月突水次數(shù)曲線地應(yīng)力是導(dǎo)致底板突水的附加力源。地震活動(dòng)對唐山礦區(qū)礦井充水的影響。從焦作礦區(qū)1960～1970年礦區(qū)突水與地震統(tǒng)計(jì)資料的比照分析也可發(fā)現(xiàn)，二者之間有一定的聯(lián)系〔圖9-11〕。5地應(yīng)力上述因素〔含水層富水性及水壓、隔水層、斷裂構(gòu)造、礦壓破壞、地應(yīng)力〕并非同時(shí)作用于每一個(gè)突水點(diǎn)，更不可能起同等重要的作用。概括地說，水壓大小和隔水層的穩(wěn)定性是決定底板能否突水的一對根本矛盾。水壓為主，底板下沒有承壓含水層或承壓力水的水頭低于煤層底板，隔水層再不穩(wěn)定也不會(huì)造成底板突水；如果底板下含水層具有一定的水壓，隔水層的穩(wěn)定性就成了控制底板突水的決定因素。當(dāng)水壓和隔水層的穩(wěn)定性處于相對平衡時(shí)，構(gòu)造〔主要是斷裂〕和礦壓的作用將促使矛盾由不突水向突水轉(zhuǎn)化。當(dāng)自然條件下的水壓與受構(gòu)造影響削弱的隔水層穩(wěn)定性處于相對平衡狀態(tài)時(shí)，礦壓那么成為誘發(fā)底板突水的主要因素。地應(yīng)力大時(shí)，更會(huì)加劇底板突水的發(fā)生。二、底板突水的評價(jià)方法1．斯列薩列夫公式據(jù)靜定梁理論推導(dǎo)出評價(jià)巷道底板突水時(shí)計(jì)算平安水頭的公式，〔9-2〕式中H安—平安水頭，即巷道隔水層底板所能承受的極限水頭值，10-2MPa；Kp—底板隔水層抗張強(qiáng)度，10-2MPa；t—巷道底板隔水層實(shí)際厚度，m；L—巷道寬度，m；γ—巷道底板隔水層密度。

圖9-12巷道安全水頭計(jì)算示意圖由式9-2導(dǎo)出抵抗某一水壓的隔水底板平安厚度的算式：〔9-3〕式中t安—平安厚度，既巷道底板抵抗實(shí)際水頭的極限厚度，m；H—作用于巷道底板的實(shí)際水壓，10-2MPa。假設(shè)H安>H實(shí)或t安<t實(shí)，說明巷道底板平安，一般不會(huì)發(fā)生底板突水；假設(shè)H安<H實(shí)或t安>t實(shí)，說明底板不平安，可能底板突水。

2.突水系數(shù)法突水系數(shù)是指單位隔水層厚度所所承受的水壓，又稱水壓比，其表達(dá)為：〔9-4〕式中P—作用于底板的水壓，MPa；M—抵板厚度，m.用突水系數(shù)評價(jià)底板穩(wěn)定性的關(guān)鍵在于確定臨界突水系數(shù)Ts。臨界突水系數(shù)Ts可定義為每m隔水層厚度所能承受的最大水壓。假設(shè)T<Ts，說明底板穩(wěn)定，突水可能小；反之，T>Ts說明底板不穩(wěn)定，發(fā)生底板突水的可能性大。

臨界突水系數(shù)是對礦區(qū)大量突水資料統(tǒng)計(jì)分析后得出的，依突水資料豐富礦區(qū)總結(jié)出的Ts值見表9-2

我國一些礦區(qū)的臨界突水系數(shù)礦區(qū)臨界突水系數(shù)Ts（MPa/m）礦區(qū)臨界突水系數(shù)Ts（MPa/m）峰峰、邯鄲0．066～0．067淄博0．060～0．140焦作0．060～0．100井陘0．060～0．150資料認(rèn)為，底板受構(gòu)造破壞塊段Ts一般<0.060PMa/m，正常塊段Ts不大于0.150MPa/m?？紤]礦壓對底板破壞，隔水層的有效厚度會(huì)減小，煤炭科學(xué)研究總院西安分院修改式9-4為：

式中Cp—礦壓破壞深度，m。

。Ts是通過長期生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出的一種規(guī)律性認(rèn)識(shí)，在對評價(jià)與預(yù)測礦底板突水起到了積極的作用。但存在問題：由于突水點(diǎn)的80%～90%發(fā)生在斷層帶及其附近，由這些突水資料總結(jié)出的臨界突水系數(shù)值用于評價(jià)和預(yù)測構(gòu)造破壞地段的底板突水較為可靠，評價(jià)或預(yù)測正常地段底板突水那么偏于保守；根據(jù)對大量突水資料的統(tǒng)計(jì)分析，臨界突水系數(shù)隨采深的增加，在淺部是一條直線，深部那么變?yōu)榍€，且Ts的增量隨采深增加而變大，因此用淺部突水資料來預(yù)測或評價(jià)深部突水也會(huì)偏于保守；在實(shí)際突水資料缺乏或較少的礦區(qū)，臨界突水系數(shù)值難以確定。在實(shí)際應(yīng)用中，因受專門水文地質(zhì)孔數(shù)量的限制和灰?guī)r含水層巖溶發(fā)育和富水性的極不均一，在通過內(nèi)插法編制的等水壓線圖上確定的水壓值很難滿足精度要求。

3．“下三帶〞確定方法山東礦業(yè)學(xué)院特殊開采所對大量觀測資料統(tǒng)計(jì)分析后認(rèn)為，采動(dòng)礦壓對煤層底板的破壞存在著“三帶〞，即：自上而下依次為底板導(dǎo)水破壞帶、完整巖層帶與承壓水導(dǎo)高帶。底板導(dǎo)水破壞帶是指采動(dòng)礦壓作用，使底板巖層連續(xù)性遭到破壞，導(dǎo)水性發(fā)生明顯改變的層帶。該帶的厚度即為“底板導(dǎo)水破壞深度〞。完整巖層帶：位于底板導(dǎo)水破壞帶與承壓水導(dǎo)高帶之間，其特點(diǎn)是保持采前巖層的連續(xù)性及其阻抗水性能，故稱為完整巖層帶。因其是阻抗底板突水的關(guān)鍵，故又稱為有效保護(hù)層帶。承壓水導(dǎo)高帶是指含水層中的承壓水沿隔水底板中的裂隙或斷裂破碎帶上升的高度，也稱原始導(dǎo)高。在開采后還可以再導(dǎo)升，但上升值很小。由于隔水層中裂隙發(fā)育的不均勻性，不同礦區(qū)或同一礦區(qū)不同地段的底板巖性及地質(zhì)構(gòu)造不同，原始導(dǎo)高大小不一，少數(shù)很高，甚至接近煤層，有些無原始導(dǎo)高帶。設(shè)煤層隔水底板總厚度為h，底板導(dǎo)水破壞帶、完整巖層帶與承壓力水導(dǎo)高帶的厚度依次為h1、h2和h3，那么

h2=h-〔h1+h3)〔9-6〕當(dāng)h>h1+h3時(shí)，那么保護(hù)層存在；當(dāng)h<h1+h3時(shí)，那么保護(hù)層不存在。在計(jì)算保護(hù)層厚度時(shí)，h1可由式(9-1)求得，h3通常需通過物探資料提