底板水防治理论.ppt

底板突水机理,一、矿井水害类型及特点,我国八大聚煤期早寒武世早石炭世(C1)北方晚石炭世早二叠世(C3-P1)南方二叠纪(P)晚三叠世(T3)早中侏罗世(J1-2)早白垩世(K1)第三纪(E)。,聚煤特征1、从浅海海湾逐步向滨海、沿海地区并最后向陆地内部迁移。2、聚煤作用的气候条件随着植物界的发展演化，由热带、亚热带迁移扩展至温带。古生代多为热带、亚热带，中生代以后多为温带。3、各聚煤期植物不同。早古生代菌藻植物；晚古生代蕨类；中生代裸子植物、蕨类；新生代被子植物。,煤炭资源的地理分布特点分布广泛、西多东少、北多南少、相对集中。既广泛又相对集中，是我国煤炭资源地理分布的重要特征。,水源划分水害类型,地表水害第四系松散层孔隙水害侏罗系-第三系孔隙-裂隙水害煤系砂岩裂隙-孔隙水害煤系薄层灰岩水害厚层灰岩水害（北方奥灰，南方茅口灰岩）老空、老窑水害其他水害（导水陷落柱、断层、封闭不良钻孔、防水设施、边界煤柱等）,水害特点,地表水害包括河流、水库、湖泊、海洋、雨季洪水等。其危害为：通过井眼、矿井安全出口、采后塌陷坑、煤系含水层露头、喀斯特塌陷等直接或间接透入矿井而造成事故；地表水体底部渗漏增大矿井涌水量；,第四系松散层孔隙水害,分布面积广；广泛接受大气降水、地表水补给；为孔隙水，连通性好；与其他含水层露头接触，或其他方式发生水力联系，可成为其他含水层的补给水源,侏罗系-第三系孔隙-裂隙水害,一般分布面积局限；与第四系水有广泛的水力联系或直接接受大气降水、地表水补给；为孔隙-裂隙水，连通性较差，局部富水性较强；与其他含水层露头接触，可成为其他含水层的补给水源,煤系砂岩裂隙-孔隙水害,具有成层性，一般具多层特点；为裂隙-孔隙水或裂隙水，具有较强的方向性，在某些方向上连通性好，裂隙发育部位富水性较强；在没有地表水、第四系水及其他水源补给条件下，其动、静储量往往不大；距离煤层近，影响较大。,煤系薄层灰岩水害,灰岩厚度较小，静储量不大；在有充足补给水源条件下，动储量较大；一般为岩溶-裂隙含水层水或裂隙-岩溶含水层水，富水性不均匀；岩溶裂隙的发育程度与埋藏深度、构造发育程度、构造部位有关；夹在可采煤层之间或煤层与奥灰之间，距离煤层较近，甚至直接成为煤层顶、底板，对煤层开采影响大。,厚层灰岩水害,奥陶系灰岩出露广泛，接受大气降水、地表水或第四系等水的补给，总体补给水源充足，动、静储量巨大；一般为岩溶-裂隙含水层水或岩溶含水层水；发育两套岩溶系统，古岩溶和近代岩溶；具有强径流带和分支径流带，水力系统复杂，不均匀性显著；岩溶裂隙的发育程度与埋藏深度、构造发育程度、构造部位有关；含水性强，可疏降性差，对近距离煤层开采影响大。,张家界黄龙洞,江苏宜兴善卷洞,老空、老窑水害,积存于生产或开拓水平之上；水量不大，一般不会造成淹井危害；一旦揭露，水量集中，来势猛，往往以“有压管道流”的形式突然溃出；具有很大的冲击力和破坏力，对人身安全危害极大；老窑水积存时间长，水的酸性强，腐蚀性强，危害大；,其他水害,岩溶陷落柱：突水通道，危害大；断层，导水：活化，断层影响带；封闭不良钻孔：导水通道，连通含水层；防水设施：主要是挡水墙，有水或无水，围岩、墙体稳定性，静水或动水；边界煤柱：破坏，不稳定，易引发突发性事故；。,4)第带（h4）,原始导高带是指不受矿山压力作用的影响，并发育有承压水的原始导高的层带。其特点为：因水化学作用，岩石处于弹塑性、塑性状态；裂隙发育差参不齐，并已成为突水通道；岩层的连续性差；底板水从该带突出只需克服沿程阻力。,各带厚度的确定,矿压破坏带,新增损伤带,原始导高带及原始损伤带,底板破坏型突水条件,1)若h30，则不突水；2)若h30，h2，且P(1-D)，则突水；4)若h3=0，h20，则突水。,底板破坏深度的计算方法,经验公式,损伤理论,损伤底板破坏深度预测,白庄煤矿7105工作面为-430m水平的第一个工作面，开采深度平均为520m，工作面斜长80m，煤层的倾角为10，坚固性系数为3。底板损伤度0.33。,根据“下三带”理论10.66m，根据“规程”10.36m，根据无损伤经验公式13.8m，根据损伤经验公式21.23m,现场实测22.47m.,底板破坏深度实测设备双端封堵侧漏仪,计算机数值模拟,非线性预测理论公式,神经网络理论信息融合理论,沿运煤巷,倾向垂直切片平行切眼60间距,2、顶板水探测,滕东生建煤矿3下107工作面顶板地层电阻率三维数据体,顶板上10米,顶板上20米,顶板上30米,顶板上40米,顶板上50米,顶板上60米,顶板上70米,顶板上80米,顶板上90米,顶板上100米,顶板上110米,顶板上120米,3煤顶板富水区分布图,动态监测,以龙固矿为例,龙固矿1