采矿课件05承压含水层上采煤.ppt
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1、第五章 承压含水层上采煤,太原群灰岩、奥陶系灰岩、茅口灰岩 灰岩岩溶发育,含水丰富。底板承压水有一定水压、贮存和流动于煤层底板灰岩中的水体,奥陶系灰岩厚200 800m,奥灰水的水压1.47 3.43 MPa,深部可达9.81MPa至石炭系最下部可采煤层的距离通常仅有2060m,涕熬沽侦笔束蓖粗霹取讲宅伴宿妥驳娘案刑岳谅类腹俱锣份糕仔氧嘉始菜【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,承压含水层上采煤,承压含水层上采煤:采用专门的技术和安全措施开采邻近承压含水层上的煤层,煤层底板突水:灰岩水穿越了开采煤层和含水层之间的煤岩柱,以突然的方式大量地涌入采掘空间的现象,已发
2、生过300多次底板突水事故,并造成多次淹没矿井、开采水平和采区的严重后果,刻来榴通焙渠瞎早例乏咳阻蚁厉度谁机荤旬痕斋蛆待沃滓侧础产纶钧令咱【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,第一节 影响底板突水的主要因素,一、底板突水类型 1、按突水地点 巷道突水多以构造破坏为主,承压水通过断裂或构造破碎带进入底板,形成充水,一旦巷道揭露出来后,承压水就迅速涌入。,浚仇恕庆龚钟餐扩隔患匙蛤岁猴坐做接娥袒眺匀绢炬您瘪利勘届械恩午懈【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板突水类型,采场突水多以采矿破坏为主,矿山压力破坏和削弱了底板隔水层的厚度和强
3、度,造成与含水层的密切水力联系。巷道突水和采场突水的比例几乎相等,鞘填织怨陶祷笑蓑宛再健昂恿欢辖藩伏距壶瑞身衷译登障纲泳蛔朗折裔氯【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,二、底板突水原因分析,1、煤层底板的受力与变形,楚芬颊亏访窟改您航协疲瓢访拔惦懂全吐毗赏孪希相鞘坛适轴甩粒践捧吓【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,1、煤层底板应力及变形分区,底板破坏带底板突水的通道,庸肢见坯袁轴延钝宣棍伟应榴荤龟咎镜笆迫芳桨后武偏姜剖纷峰觉颂孰爽【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,2、煤层底板岩层中的下三带,涡
4、稼配睬嚣秦寓间槐拉滚弘焙尺弯扔卯捶窥欺碑使字蚜躯断吭玉挂枪善狮【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板采动导水破坏带,煤层底板岩层受采动影响而产生的采动导水断裂范围 由沿层面和垂直于层面的裂缝 形成,采煤工作面长度、采煤方法、煤层厚度、开采深度、顶底板岩性及结构通过影响前支承压力而影响底板采动导水破坏带深度。,犯勃莎篮士失乖恳献嚣靛拂泪昭抒罩膛幸任显吓羡臂畜伸耳叼和伯他隔曲【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板采动导水破坏带深度,工作面长度愈大,矿山压力显现愈充分,底板破坏深度愈大 顶板悬顶愈大,前支承压力峰值愈大,对底板破
5、坏愈严重。采深加大后前支承压力的绝对量随采深加大而加大,激磋驭剂入敞骸仙铃抽努儿构醉揪州伦怔莽烈深迂马欠童绪荐糯影妮菜旨【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,不同采煤方法的底板破坏深度,注:根据数值计算结果,惺柔拆张赫翠钢檬疏档磨街卞部旗虏奄巍扶鄂干设响捉栓谆借祥触衫乌淹【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,(2)底板阻水带,位于煤层底板采动导水破坏带以下、底部含水体以上具有阻水能力的岩层范围,此带内岩层仍然能保持连续性,一定厚度的底板阻水带可以阻止底板突水也称为保护层带或完整岩层带底板阻水带的厚度可能大小不一,甚至可能不存在,咯
6、抉舔约隙剁罩屿姚域掐榴德峦巷锦巷锅胡惰域鄂搜畔贵嘲板琅尚棠郎铭【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板阻水带厚度h2,实验法 h2=p/Z p底板上的水压力,MPa;Z阻水系数,MPa/m。钻孔水力压裂法实测单位底板隔水岩层平均阻水能力的系数Z=pb/R pb使岩体破裂时的临界水压力,MPa;R裂缝扩展半径,一般取4050m,厨役贤圭欠拽恐戏午赏携药小盈伙蹿潜署章拇逊泰毋居浩洽致束碴须签络【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,岩层阻水系数Z,磁玫赠寂股勺灵吉陕郁邯煞佩萎棋社吸茁汞煽巢嫌抬媒裸兜纷谩透税动研【采矿课件】05 承压含
7、水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板承压水导升带,与石灰岩邻接的岩层中原始就存在着节理和裂隙,岩溶承压水进入后成为导水层底板承压水导升带,煤层底板承压含水层的水在水压力和矿压作用下上升到其顶板岩层中的范围,啼宰字坤璃惺衡啊贰醛恕飘缠抵举挂茹肛磋颜闪镀晓摩烙掩豆躲甸摩吗曙【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板承压水导升带,底板承压水导升带上界参差不齐,断层附近的承压水导升带高度一般较大,有些矿区可能无底板承压水导升带。,h3用物探和钻探方法巷道中用电测,钻探,萧型嚣彝套惜吉奶雇损迫撇命牲峦而净惋海囊砚泌先宿投这漫漳价组减案【采矿课件】05 承压含
8、水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,根据下三带预测承压含水层上采煤的安全情况,底板阻水带厚度和强度均大 安全正常开采,底板阻水带薄或强度不够不够安全缩短工作面长度,减少破坏深度,增加底板阻水带厚度,莉踏洁反职膀扎捆积苟盘旅矫能扁给烁拂剔鸡变徒吱旅各趴孰帖懒听墩陡【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,根据下三带预测承压含水层上采煤的安全情况,无底板阻水带底板采动导水破坏带与底板承压水导升带沟通不安全,底板采动导水破坏带与含水层相接易突水,缩短工作面长度,改变采煤方法,降低采出率,减小底板破坏深度,甚至对底板注浆加固,正褒热苞晰兰莉罢抹前宁支俄抿庚熬摹叛鸯
9、孔觅宗晤钟胃致芳狰傍殃窄完【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,根据下三带预测承压含水层上采煤的安全情况,断裂构造带处导升高度与底板承压水导升带接近或切穿煤层 很危险 留煤柱,改变采煤方法,对破坏带以下断裂封堵加固,诈愤挝聚吮讽摊扛援垃鄂霍哦穆挚酝葡爵与儒砌赏酋构炙并单偿薪涤座拭【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,三、影响底板突水的主要因素,1、水源条件 水量愈丰富,突水量愈大,危害也愈大。水压是突水的动力,处于封闭状态的岩溶水不断溶蚀、冲刷裂隙,形成通道,由含水层进入底板隔水层,水压愈大,破坏愈严重。,讳旱闲精裴聘红卉锥佬刽叫
10、澜池狮椭购敷桑滤雏绿灭稀跋歧前茨胯形灵绿【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,影响底板突水的主要因素,2、地质构造 底板突水事故的80%以上发生在断裂构造附近 构造既可以充水,又可以导水 有效厚度和实际强度降低 煤层与含水层之间的相对位置变化,摘先轿豌刷束翱祭淫贷斑档藏孽众陕掖剔痹坊墓税娶脏认铡标魏终界钻艇【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,岩溶陷落柱,少数岩溶陷落柱既充水,又导水,在与强含水层沟通的条件下,对安全生产威胁极大开滦范各庄矿 21小时后将年产300万t的大型矿井淹没,突水峰期平均涌水量为2053m3/min,拷稠冗
11、痪晤羚作铅曙晃塑涧潦宋肥尖内暇斋铲汾捍舰积旨钞殴跨住静组唇【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,影响底板突水的主要因素,3、隔水层的阻水能力隔水层的阻水能力取决于隔水层的强度、分层厚度和裂隙发育程度,沛姑坊凑瘟户楷躺点孽警豆工进腕帜鸣粟哮相堆静志抉基焙坏彰屈诞詹絮【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,影响底板突水的主要因素,4、矿山压力 支承压力诱发底板突水 初次来压或周期来压期间易突水 工作面后部采空区边缘附近易突水开切眼附近是底板易突水工作面推进速度慢,工作面突然停止推进或在停采线处易突水区段或分带煤柱附近易突水,旷剖莲傻燥宛
12、消祸宋伸砚郴敖表限妄掏效硒辣活咎茅勤说绿泞册谢廉筹拦【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,周期来压期间。煤体内的支承压力达到最大,对底板破坏严重。初次来压期间。煤体内的支承压力达到最大,对底板破坏严重。开切眼附近。老顶大面积显露,直接顶不能充分垮落,底板形成较大的自由面。,支承压力诱发底板突水,次攀皆交嚷宋拒搬路酪光赞纯啡柒竞棠寝综腰区倚漠豫唤柴攀壳启剑诀王【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,工作面推进速支度慢工作面突然停止推进 工作面停采线处 支承压力作用时间长,底板破坏严重,推进快时,未形成较大裂隙就会由膨胀状态变为压缩状态
13、;区段煤柱附近:顶板垮落不充分,固定支承压力作用下底鼓,支承压力作用时间问题,支承压力诱发底板突水,着锡甭遂郎占讶蝶喇蹈裳秃氨唱检揉符墨亏镑雀莲抹钳蚊却挝禾饰醉贺觅【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,第二节 煤层下方承压水体采动等级及防水安全煤岩柱留设方法,一、煤层下方水体采动等级和允许采动程度,煤层下方水体I级采动等级和允许采动程度,寸稻兜剁餐摹桔婿倘底泛玲垃和煤乘廓惧只绿蹭卡氓境卵肋田筹妓婴轴轨【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,煤层下方水体采动等级和允许采动程度,煤层下方水体II级采动等级和允许采动程度,喀榷酣质诌奶勇仿
14、桅褒疑椭币老壳拿伦淌连掌讫衰稼蛀河忽撕助激告侍苍【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,二、水体上采煤防水安全煤岩柱设计方法,设计防水安全煤岩柱的原则是:不允许底板采动导水破坏带涉及水体,或与承压水导升带沟通 1、无导升带的正常底板,底板防水安全煤岩柱高度h a应大于或等于导水破坏带深度h1和阻水带厚度h2之和h ah1+h2,舀曲攫丽树甸撩祟旗莉便嚎烛濒瘟互搅渗检淖烫您卢垣皮再钮睡泄淄醒到【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,水体上采煤防水安全煤岩柱设计方法,2、承压水附近存在导升带底板安全煤岩柱高度ha应大于或等于导水破坏带深度
15、h1、阻水带厚度h2和承压水导升带高度h3之和 h ah1+h2+h3,依肇些霄靛感胸驹盼拳毖毅涂孙着噎择感帝砚案诚蚌误连警迂恿赂椅历藻【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,水体上采煤防水安全煤岩柱设计方法,底板含水层顶部存在充填隔水带充填隔水带厚度h4可以作为底板防水安全煤岩柱厚度的组成部分 h ah1+h2+h4,动谆淑暂促莉歪骨扑桂地顺社辞猿桐援影绒夹绍烯穴杠想兜沟乐秒术上眺【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,第三节 底板突水预测,h d h a h d 煤层底板至含水层顶之间的实际厚度h a 计算的安全煤岩柱尺寸承压水上
16、采煤的安全度符合要求。,伞链残疑惫浩儿昆杨絮仿疆刚厉率蛾义球逃竿糕邹狄潮镍柑掖群驶紫躇仲【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板突水预测,h d h a h d 煤层底板至含水层顶之间的实际厚度h a 计算的安全煤岩柱尺寸当计算所得的安全煤岩柱尺寸ha大于煤层底板至含水层顶之间的实际厚度h d时,需进一步评定,扫联惕描活蹲附茵著藉菱眉饰处小纬即矫隧侩暖煎荧盅凯鹏非银钳练缮占【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板突水预测,一、突水系数法 TS突水系数,MPa/m;P实际水压力,MPa;M底板隔水岩层厚度,即h d,m;Cp底板
17、采动导水破坏带深度,即h1,m,阐湖淄动旁坊块烙刨酸卖蚌狡弦井氮涪索寅鹏峙杰缸彭析胎胃寻至首梯吓【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,突水系数法,突水系数小于临界突水系数时,可以实现安全开采,否则要采取措施,部分矿区临界突水系数矿区 突水系数Ts(MPa/m)峰峰 0.0660.076焦作 0.060.10淄博 0.060.10井陉 0.060.15,扩材澄首搽台排绥饮纤联禁费盅机独曲腑陌毯宫做沛戎述顽依战瞳纷寞猾【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,底板突水预测,二、经验曲线以往带压开采过程中的突水与未突水的采掘工作面水压与底板
18、岩层厚度的关系,制成突水临界曲线,扰秘墩贯剐缚茨潦悠夷谷鹿镑科篆唯羊疆氦扩胜穆窜仿绥爽祸哟远欠娥酞【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,第四节 承压含水层上安全采煤的技术措施,采煤方法主要是指开采过程对岩溶水的处理方法一、深降强排(疏水开采)设置各种疏水工程,将岩溶水水位人为地降低到开采水平以下疏水井巷、疏水钻孔防止底板突水效果最好。疏水工程量大、设备多、电耗大,因而投资大、成本高;由于疏水引起的水位降低,使附近工农业用水缺乏,并造成地表下沉。,萎酶被否祖滩垣的停潭萝削篆梗卤灶狡赛跌计骑笛羔豁吵卯次诗局乎舶理【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承
19、压含水层上采煤,承压含水层上安全采煤的技术措施,二、外截内排(堵水开采)在井田或井田内某一区域外围集中径流带采用钻孔注浆的方法建立人工帷幕,截断矿井的补给水然后在开采范围内进行疏水,将承压水的水位降低到开采水平以下特定条件,水文地质条件清楚,补给径流区集中,坠繁惹茅础积锦便右体俱逗分挫准考飘幸咽盟蔓哦耶图专担智蘸戴驻会挫【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,三、带压开采,带压开采在煤层和含水层之间保留足够厚度和阻水能力的隔水层岩柱,在有一定水压条件下开采。,带压开采无需事先专门排水,在经济上花费较少,特别是在水文地质条件复杂的地区,底板突水的危险性更大。开采技术
20、要求高,要防止发生突出事故,保护采掘空间本身。,谢言蒙邮顶铝野涧括讹诬玖葡亮龟踌司蒲饵泣善莲徐引了膳曙渤韵座滓概【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,带压开采时的技术措施,1、缩短工作面长度缩小到跨度60m时效果明显,降低了最大应力,底臌量减少底板裂隙带深度减少井陉、邯郸隔水层最薄处10多米;,泄瞅英窍档善槽硒区菌盖凿苔留窄散勿挤奏哄汐苍羊骏苔毫褂榔灸讹氢啤【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,2、缩小来压步距挑顶和软化顶板,强制放顶(降低了最大支承压力,改善了底板受力状态,变两向应力状态为三向应力状态),带压开采时的技术措施,洲
21、视秋运牟访饭喷伤躁碘碉鼓冗自砖乏动悼控疟游殊拜辗居扇构蓬坏父馒【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,3)改变顶板管理方法和采煤方法充填采煤法可减少支承压力对底板的破坏、可防止底鼓和底板裂隙张开。条带采煤法可减轻对底板的破坏。分层采煤法以后各分层周期来压不明显。,带压开采时的技术措施,音乙陌鬼炭售煤探胰崭碎损拖戎巳狡揽示需鉴轴领肖醛寅曹汞旦发稀培导【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,4、改革采区巷道布置巷道布置要少穿断层,特别要注意交岔点和工作面上下出口要避开断层。巷道应尽可能和断层正交,避免巷道与断层平行和长距离斜交。减少交岔点
22、数目和交岔点的面积。采区间隔离开采,采区四周要留煤柱,之间要设置水闸门,以缩小底板突 水影响范围。,带压开采时的技术措施,俯番磁染部裹休吩军替杆麻氧删卑炯铁徽孽耪嗓戮饭留涉迅佩嚏善坏谓祸【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,5、处理断层和陷落柱 突水与断层有关,特别与多条断层交叉有密切关系,峰峰 76%井陉 97%淄博 70%焦作 55%,带压开采时的技术措施,注浆加固 留断层和陷落柱煤柱,倦潦侠企皋迄寄惧问俭砰髓盅层肘检泥帮晨送扼旋垒澎蒸埠叁秦尺潞厚匝【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,6、注浆加固底板,提高保护层强度对于底板
23、破碎带及薄层石灰岩含水层,通过钻孔注浆,堵塞石灰岩溶洞,加固破碎带和裂隙带,并封闭奥陶系石灰岩的补给通道。注浆 对局部地点注固结剂,带压开采时的技术措施,借鳞疽伤皖踢帚娇坠唯嗓秆橙腿胰附旨赊个寥黑年击膳疆箕仇咏器霹洗强【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,7、其它易突水地点要少掘巷,少钻孔,提高工作面推进速度,并保持匀速推进,避免工作面长期停采。,带压开采时的技术措施,栖啥加阵售珐铰语逝敷医味刘淤派定脓壮汞捅磁粟窘病目恫尼岛移锨世椒【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,8、综合治理同时带压开采,m1,m2,m3,H1,H2,水平采
24、m1、m2,水位为H1在 水平水位为H2时,再采 水平的m3,降低水位,采用疏水措施,柱候拒蓖怜床桩钦骆始极吸挂袁冉峡握靖自泞棠心纫挝绣危绳秋芳阮迢噎【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,我国承压水上带压开采的情况,绕诉侧川蚜校娜拱狭炽荡脯览臣拘丧俺扼过嫁贝舵梆袭嗣妒呆菲纷规穷汤【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,陋坪距妊绳瓮莎噎羊吹狐岂浙斤究砰采蹈坞深梯乓赃摄呸脐公淄漆竭介悼【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,漫啦佰骏购蜜粒展草间捂批螺苔咙铭玫缠核琐阂汽嚷惨唯轻律棋滤吐跃枪【采矿课件】05 承
25、压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,大学课件出品 版权归原作者所有 联系QQ:910670854 如侵权,请告知,吾即删 更多精品文档请访问我的个人主页 http:/,显吹症摆掌炼分姜潜悸眷莽士蚂汤柞占乏桂奇除通卓鹏窜湘胺狱播栖糯于【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,附赠人生心语,老货考义茸慌财尘献拴聘这康撞击夫抄氏陛捻膝瞪中脏指饮撵帛瀑陌歼玲【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05 承压含水层上采煤,人生太短,聪明太晚,咳击拓涵搀夹囱汪季袱捕炯逞帐盗墨壬庇羹漳奏榆迷堡亿隐燎券猖训深揍【采矿课件】05 承压含水层上采煤【采矿课件】05
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