带压开采措施教材

1、文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持郑煤集团东坪煤矿“带水压开采”安全技术措施编制单位：郑煤集团东坪煤矿编制日期： 2009 年 9 月东坪煤矿二 1 煤层“带压开采”参数计算一、概况 东坪煤矿位于郑州矿区登封煤田白坪井田浅部， 处于地下水 径流区，主要开采煤层为二叠系下统山西组下部的二 1 煤和太原 组底部的一 3 煤层。东坪煤矿设计矿井涌水量为100m3/h ，设计最大涌水量157m/h，水仓容量1130 m3, 目前矿井涌水量 lOOmVh。矿井主 排水系统安装了三台 D155- 64X 6水泵三台，水泵联系排水能力 为 260 m3/h ，排水能力满足煤

2、矿安全规程要求。（一）、地质构造本矿区位于白坪井田东南部二 1 煤层露头附近， 属于嵩山背 斜与箕山背斜之间的颍阳芦店向斜的南翼东段，嵩箕构造区。 从煤层底板等高线图及矿区地质剖面图上可以看出， 总体构造形 态为一地层走向 280，倾向 10，倾角 1523的单斜构造。 区内仅在其东边界发育一条正断层（即箕F31）。在本矿的开采过程中， 未遇见大的断层和褶曲， 本矿区地质构造复程度杂应为 简单。（二）、水文地质条件文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.该矿水文地质条件中等。影响开采的主要水源为煤层底板以下的石炭系上统太原组 上部的L7 8层石灰岩、下部的Li 4层灰岩和

3、石灰岩含水层。以 上含水层均为承压含水层，其中L78层灰岩为二1煤层底板含水层，距二1煤层约20m含水性较若，易疏干，是矿井疏放对象。 Li 4层灰岩为主要承压含水层，它与下部寒武系灰岩含水层有较 密切的水力联系，距二1煤层底板平均 45m另外，该区域二1煤层顶板大占砂岩含水层，一般含水性较弱，迳流条件差，水源不丰富，不足以对矿井构成影响。东坪煤矿设计开采最低标高-100m根据登封分公司水位观测结果，目前井田内寒灰水位标高为+155.0m.。因此，东坪煤矿“带水压开采”主要针对的是L14层灰岩含水层和寒武系灰岩含 水层。二、带压开采可行性计算：1、根据斯列沙辽夫公式：.2H临=2Kp右+rt

4、（公式一）T临=L（L2 8KpH心（公式二）4Kp式中：H临一隔水层底板的临界水压值（t/m 2）t临一隔水层底板的临界厚度（ ml采区巷道底宽或回采工作面最大的控顶距（mKp-底板隔水层岩石的抗张强度（t/m2）文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 r 底板隔水层岩石的容重（ t/m 3 ）H作用于底板隔水层的水压值（t/m 2） 根据以上两式算出的临界值， 与矿井实际存在的水压值及隔 水层厚度比较，若：（ 1）、作用于隔水层底板的实际水压值小于H 临，但实际的底板隔水层厚度大于 t 临 ，则可认为底板稳定，一般可以正常采掘。（ 2）、作用于隔水层底板的实际

5、水压值小于H 临 ，而实际的底板隔水层厚度小于 t 临 ，则可认为底板不稳定，要保证安全生产，必须采取安全措施。（ 3）、作用于隔水层底板的实际水压值大于H 临 ，而实际的底板隔水层厚度也大于 t 临 ，则可认为底板基本上是稳定的， 但 在岩石比较破碎地段，要采取安全措施。（ 4）、作用于隔水层底板的实际水压值大于H 临 ，而实际的底板隔水层厚度小于 t 临 ，则可认为底板极不稳定，要保证安全 生产，必须采取安全措施。2、突水系数计算根据公式： ts= P/（M-C P- MI）（公式三）式中：ts 突水系数 Mpa/mP隔水层底板承受的水压值 （Mpa）M、t 底板隔水层厚度（ m）文档来源

6、为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持cp-采矿对底板隔水层的扰动破坏（mMr_原始导升高度 m计算实际突水系数值与本矿区临界突水系数值 ts 临比较，若 ts ts临，则工作面回采严重受水害威胁。根据矿井水文地质 规程 和郑州矿区实际生产经验， 富水区或底板受构造破坏块段 临界突水系数值ts临取0.06Mpa/m，正常块段ts临取0.1Mpa/mH实（300t/ m 2）3文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .t临=9.01m，实际上H实(300t/ m 2)t 临=9.01mH实(300t/ m

7、2)t 临=31.92mt 实(45m)根据斯列沙辽夫公式,符合第( 1 )各情况,即：工作面回 采时是安全。突水系数计算矿井开采最低标高为 100m, P 为 3.0Mpa, M=45.0m, Cp 根据经验取15m MI取5m代入公式(3)计算得：t s= 0.12Mpa/ m根据矿井水文地质规程 ，该系数大于 0.1 ，存在突水危 险。再根据公式 (3) 进行反算，结果如下：当t s= 0.06Mpa/m时，经过计算开采+ 50m标高以上的二i4文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . 煤层，不受底板水的威胁。当 t

8、s= 0.1Mpa/m 时，经过计算开采 -50m 标高以上的二 1 煤层，不受底板水的威胁。三、结论：通过斯列沙列夫公式计算， 承压含水层与开采煤层之间的隔 水层能承受的水头值大于实际水头值。 根据煤矿安全规程 269 条规定，东坪煤矿可以“带水压开采” ，但必须制订安全措施。根据突水系数公式计算后得知，开采 50m 标高以上的二 1 煤层，不受突水威胁；在 50+ 50m标高之间的富水区或底板 受构造破坏块段开采二 i煤层时，受突水威胁；在 50+ 50m 标高之间的正常块段开采二 1煤层时，不受突水威胁；开采 -50m 标高以下二 1 煤层时，受水害威胁比较严重。为此，东坪煤矿特 制订

9、“带压开采”安全措施。东坪煤矿二 1 煤层“带压开采”安全技术措施 根据煤矿安全规程和煤矿防治水工作条例张沟煤矿 所采二i煤为带压开采。由于煤层底板隔水层平均厚度 45m根 据以上计算的参数，依据煤矿安全规程第 269 条规定，是可 以带水压开采的，特制定以下安全技术措施。1、加强对“带压开采”工作的领导，成立“带压开采”领 导小组组 长：张旭副组长：刘罗义 袁中亮成 员：王建锋 张海坤 李金标 赵福超文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 . 李四虎 刘永坡办公室设在地质科，办公室主任：王建锋（兼）带压开采领导小组要根据矿井生产接替情况， 定期组织对井 田内带压

10、开采问题进行分析， 研究和制定相应治理方案及安全技 术措施。2、充分发挥装备作用，搞好“带压开采”工作。目前拥有 的设备为 IXU150 型液压钻机 2 台，设备必须保持完好状态。3、在开采时要利用物探、钻探手段，查明煤层底板承压含 水层的赋存及补给水源情况， 为安全生产及防治水工作提供可靠 的依据。4、查明各采掘面底板与承压含水层之间的隔水层厚度，并 与安全隔水层厚度比较， 当局部区域煤层底板隔水层厚度小于临 界水层厚度时，采取局部注浆前措施，加固底板隔水层，改造含 水层为隔水层， 增加隔水底板的厚度和强度， 增强隔水底板的隔 水能力等特殊措施或留设煤柱禁止开采。5、在+50m标高以上时，可

11、以正常开采；在 +50n-50m标高之间正常区域，也可以正常开采；在+50m-50m标高之间富水区或构造复杂区， 采取局部注浆加固措施， 对底板裂隙或构造带进 行加固，确认无突水危险后方可进行采掘活动；在-50m标高以下开采时， 必须采取底板物探， 对物探异常区进行底板注浆改造加 固，确认无突水危险后方可开采。6、 采用物探手段，结合钻探等手段查明井田内落差大于5m文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持的断层具体位置、含水性、导水等水文地质条件， 分析是否存在与Li -4+ 3灰岩含水层导通的可能性，并按规程规定留设防 水煤（岩）性。在断层防水煤柱内严禁开采，若巷道必须穿过与 Li-4+ 3灰岩含水层有水力联系的导水断层时，要采取超前预注 浆的方法封堵加固围岩特别是加固底板及断层破碎带， 并采取超 前探放水、边探边进及增加排水能力等措施。7、主要岩石巷道设计与布置时，对 Li-4+ 3灰岩含水层应当 采取隔离或留足防水岩柱的防治措施。8、在采掘过程中，要严格执行“预测预报、有疑必探，先 探后掘、先治后采”的原则。9、对有突水危险的地区，需进行局部注浆加固底板隔水层 时，则另行编制专门的防治水措施， 并按权限上报上级有关部门 批准后方能进行生产。10、 加强对煤