煤矿矿井地表水、顶底板水害的防治ppt课件

1、矿井地表水的防治矿井地表水的防治.矿井地表水的防治矿井地表水的防治一、地表水防治的综合措施一、地表水防治的综合措施 二、地表防渗工程及措施二、地表防渗工程及措施 三、工程实例三、工程实例 .一、地表水防治的综合措施一、地表水防治的综合措施( (一一) )山区矿井地表水的防治措施山区矿井地表水的防治措施( (二二) )平原区矿井地表水的防治措施平原区矿井地表水的防治措施( (三三) )山前和低山丘陵区矿井地表水的防治措施山前和低山丘陵区矿井地表水的防治措施.一山区矿井地表水的综合防治措施一山区矿井地表水的综合防治措施地表水向井下严重渗漏，汛期要挟矿井安去时，应在漏水段进展地表水向井下严重渗漏，汛

2、期要挟矿井安去时，应在漏水段进展河床铺底或建筑人工河床，也可采用河流改道的方法。河床铺底或建筑人工河床，也可采用河流改道的方法。在高原山地有典型岩溶的矿区，为减少暴雨时的井下顶峰涌水量，在高原山地有典型岩溶的矿区，为减少暴雨时的井下顶峰涌水量，保证矿井平安，可利用地势，开凿截程度硐，截疏灌向岩溶暗河保证矿井平安，可利用地势，开凿截程度硐，截疏灌向岩溶暗河的河水的河水(洪水洪水)。当河谷下煤层顶底板巩固，采后构成塌陷沟当河谷下煤层顶底板巩固，采后构成塌陷沟(坑坑)，无条件充填或，无条件充填或修人工河床时，应在塌陷沟的上游外围挖截水沟，在沟谷处建筑修人工河床时，应在塌陷沟的上游外围挖截水沟，在沟谷

3、处建筑渡槽。地形有利时，沟河可以改道。渡槽。地形有利时，沟河可以改道。假设矿井井口、平硐硐口存在洪水要挟时，应作如下处置：假设矿井井口、平硐硐口存在洪水要挟时，应作如下处置：治理小窑、采空区的塌陷坑或岩溶塌陷坑。可根据情况，分别治理小窑、采空区的塌陷坑或岩溶塌陷坑。可根据情况，分别采用围、堵、截流、引导、填土夯实及设泵站排水等措施。采用围、堵、截流、引导、填土夯实及设泵站排水等措施。有泥石流灾祸的矿区，应治山治坡，植树种草。工业场区和生活有泥石流灾祸的矿区，应治山治坡，植树种草。工业场区和生活区要避开泥石流，必要时应建筑栏洪坝和引导工程。在易发生滑区要避开泥石流，必要时应建筑栏洪坝和引导工程。

4、在易发生滑坡和塌方处的上游，应建筑排水截流设备，下部建筑档土墙。坡和塌方处的上游，应建筑排水截流设备，下部建筑档土墙。前往前往.二平原区矿井地表水的综合防治措施二平原区矿井地表水的综合防治措施受河流泛滥要挟的矿井，当无条件提高河流防洪规范或进展河受河流泛滥要挟的矿井，当无条件提高河流防洪规范或进展河流改道时，须在矿井井口、工业场地周围修筑堤坝。流改道时，须在矿井井口、工业场地周围修筑堤坝。受内涝要挟的矿区，应按河网化方式，开挖防洪排涝渠道系统，受内涝要挟的矿区，应按河网化方式，开挖防洪排涝渠道系统，建筑防洪排涝泵站，排出内涝积水。对有向井下溃水危险的塌建筑防洪排涝泵站，排出内涝积水。对有向井下

5、溃水危险的塌陷坑陷坑(洞洞)，运用块石，运用块石(或片石或片石)、砂和粘土填实或设泵排水。、砂和粘土填实或设泵排水。对不符合在地表水体下采煤的地段，必需先排除地表积水，后对不符合在地表水体下采煤的地段，必需先排除地表积水，后采煤，或者采取其它有效的措施。采煤，或者采取其它有效的措施。当河流或其它地表水体实矿井充水的直接或间接充水水源，对当河流或其它地表水体实矿井充水的直接或间接充水水源，对矿井平安有严重影响时，可是详细条件，在渗漏段或渗漏点分矿井平安有严重影响时，可是详细条件，在渗漏段或渗漏点分别采取铺底、改道、或截流截源等防渗措施，排除积水并应填别采取铺底、改道、或截流截源等防渗措施，排除积

6、水并应填土夯实。土夯实。前往前往.三山前和低山丘陵区矿井地表水的综合防治措施三山前和低山丘陵区矿井地表水的综合防治措施 受洪水要挟的山前平原矿井受洪水要挟的山前平原矿井 受洪水要挟的低山丘陵区矿井受洪水要挟的低山丘陵区矿井 受洪水要挟的山前及低山丘陵区矿井受洪水要挟的山前及低山丘陵区矿井前往模块二前往模块二.二、地表防渗工程及措施( (一一) )封堵地面塌陷裂隙通道的措施封堵地面塌陷裂隙通道的措施( (二二) )漏水河床漏水河床( (冲沟冲沟) )铺底措施铺底措施( (三三) )河流改道或截弯取直措施河流改道或截弯取直措施( (四四) )修筑排洪渠、防洪堤的措施修筑排洪渠、防洪堤的措施( (五

7、五) )地面帷幕截流注浆截流措施地面帷幕截流注浆截流措施. 塌陷坑堵填方法表示图塌陷坑堵填方法表示图 渡洪槽表示图渡洪槽表示图一封堵地面塌陷裂隙通道的措施一封堵地面塌陷裂隙通道的措施 封堵塌陷坑和裂隙封堵塌陷坑和裂隙 围截隔离塌陷裂隙区围截隔离塌陷裂隙区 将洪水引出塌陷裂隙区将洪水引出塌陷裂隙区前往模块二前往模块二. 人工河床衬砌断面表示图人工河床衬砌断面表示图二漏水河床二漏水河床( (冲沟冲沟) )铺底措施铺底措施漏水河床漏水河床( (冲沟冲沟) )铺底的原那么铺底的原那么(1)(1)不应过多减少原河床断面，人工铺设河床断面尺寸确实定应进展水力计算。不应过多减少原河床断面，人工铺设河床断面尺

8、寸确实定应进展水力计算。(2)(2)铺设人工河床的资料应尽量就地取材。铺设人工河床的资料应尽量就地取材。(3)(3)铺砌方式必需同时满足防渗、防潜蚀、防冲刷。铺砌方式必需同时满足防渗、防潜蚀、防冲刷。(4)(4)砂卵石等易变形的河床，普通不宜用刚性资料衬砌。砂卵石等易变形的河床，普通不宜用刚性资料衬砌。(5)(5)在基岩上浇注混凝土时应进展清基处置。在基岩上浇注混凝土时应进展清基处置。(6)(6)刚性衬砌应留有伸缩和不均匀沉降缝，缝间用沥青止水。刚性衬砌应留有伸缩和不均匀沉降缝，缝间用沥青止水。(7)(7)漏水的河床岸坡，也应进展衬砌处置漏水的河床岸坡，也应进展衬砌处置 人工河床的衬砌人工河床

9、的衬砌. 整铺河床表示图衬砌进出口段的要求衬砌进出口段的要求(1)(1)护砌段的上下游均应超出渗漏段一定间隔。护砌段的上下游均应超出渗漏段一定间隔。(2)(2)进出口段应坚持水流顺畅，或做成进出口段应坚持水流顺畅，或做成“八八字墙。字墙。(3)(3)护砌构造的始末应设截渗墙，以免冲毁护砌构造，同时可防止水流由护砌的护砌构造的始末应设截渗墙，以免冲毁护砌构造，同时可防止水流由护砌的两端潜入渗漏段。截渗墙应嵌入不透水层或基石中两端潜入渗漏段。截渗墙应嵌入不透水层或基石中 工程实例：工程实例：前往模块二前往模块二 整铺河床表示图整铺河床表示图1-1-灰岩；灰岩；2-2-页岩；页岩；3-3-整铺后的人

10、工河床整铺后的人工河床.三河流改道或截弯取直措施三河流改道或截弯取直措施河流改道的原那么河流改道的原那么 (1) (1)河流改道普通工程量大，投资多，普通不宜随便采用，应经过技术经济河流改道普通工程量大，投资多，普通不宜随便采用，应经过技术经济比较后再行设计施工。比较后再行设计施工。 (2) (2)要思索矿区开展远景和工农业规划，既要防止二次改道，又不要因改道要思索矿区开展远景和工农业规划，既要防止二次改道，又不要因改道而影响矿区的工农业和生活用水。而影响矿区的工农业和生活用水。河流改道设计河流改道设计 (1) (1)人工河道道路选择应尽量走洼地，工程地质条件好，线路短。人工河道道路选择应尽量

11、走洼地，工程地质条件好，线路短。 (2) (2)人工河道起点和终点应顺应河势。河道坡度要合理，不宜过大或过小，人工河道起点和终点应顺应河势。河道坡度要合理，不宜过大或过小，以免冲刷或淤塞；河道的断面应能保证经过最大洪水量。以免冲刷或淤塞；河道的断面应能保证经过最大洪水量。 (3) (3)在人工河道起点处，须在原河道上设置拦河坝，将水流引入新河道。坝在人工河道起点处，须在原河道上设置拦河坝，将水流引入新河道。坝址及人工河道应选择在隔水岩层上，必要时还应对部分河段进展防渗处置。址及人工河道应选择在隔水岩层上，必要时还应对部分河段进展防渗处置。 (4) (4)拦河坝距人工河道衔接部位应有一定间隔，以

12、免拦河坝被水流冲溃。拦河坝距人工河道衔接部位应有一定间隔，以免拦河坝被水流冲溃。 (5) (5)人工河道终点河下段河道相接处交角不宜过大，以防冲刷对岸。人工河道终点河下段河道相接处交角不宜过大，以防冲刷对岸。 (6) (6)废弃河道应妥善处置，如进展废河还田、矸石填平等。废弃河道应妥善处置，如进展废河还田、矸石填平等。 .河流改道表示图河流改道表示图 河流改道表示图河流改道表示图 河流改道及截弯取直表示图河流改道及截弯取直表示图前往模块二前往模块二.四修筑排洪渠、防洪堤的措施四修筑排洪渠、防洪堤的措施1 1、排洪渠的布置、排洪渠的布置2、排洪渠的布置原那么、排洪渠的布置原那么3、排洪渠的布置构

13、造要求、排洪渠的布置构造要求4、防洪堤、防洪堤. 排排( (截截) )洪渠布置表示图洪渠布置表示图 在塌陷区上方修排洪沟表示图在塌陷区上方修排洪沟表示图1 1、排洪渠的布置、排洪渠的布置前往前往. 排洪渠进出口布置表示图排洪渠进出口布置表示图2 2、排洪渠的布置原那么、排洪渠的布置原那么 1 1渠线走向的布置原那么渠线走向的布置原那么 2 2进出口的布置原那么进出口的布置原那么前往前往.3 3、排洪渠的布置构造要求、排洪渠的布置构造要求前往前往 跌水布置表示图跌水布置表示图 复式断面排洪明渠表示图复式断面排洪明渠表示图.4 4、防洪堤、防洪堤 在无法布置排洪渠的地段，也可布设防洪堤以阻挠洪水进

14、在无法布置排洪渠的地段，也可布设防洪堤以阻挠洪水进入矿区。入矿区。防洪堤布设的普通原那么：防洪堤布设的普通原那么：(1)(1)应尽量选用当地资料。应尽量选用当地资料。(2)(2)堤脚应分开岸边一定间隔。堤脚应分开岸边一定间隔。(3)(3)堤轴线应和洪水流向平行。堤轴线应和洪水流向平行。(4)(4)在易冲刷段应进展护砌，必要时应在迎水面上砌石或水在易冲刷段应进展护砌，必要时应在迎水面上砌石或水泥抹面泥抹面 前往模块二前往模块二.五地面帷幕注浆截流措施五地面帷幕注浆截流措施 当矿区内的地表河流对矿井的开采呵斥影响，而其它防治方法又当矿区内的地表河流对矿井的开采呵斥影响，而其它防治方法又不宜采用时，

15、可采用注浆帷幕截流的方法，切断河水对矿坑的渗不宜采用时，可采用注浆帷幕截流的方法，切断河水对矿坑的渗漏与倒灌。漏与倒灌。.帷幕截流背景帷幕截流背景1 1(b)(b)某矿各灰岩含水层与第四系含水层接触关系表示图某矿各灰岩含水层与第四系含水层接触关系表示图.帷幕截流背景帷幕截流背景2 2(a)(a)某矿煤系被小汶河覆盖情况表示图某矿煤系被小汶河覆盖情况表示图.帷幕的设计与施工帷幕的设计与施工前往模块二前往模块二 某矿灌浆帷幕位置及各段长度表示图某矿灌浆帷幕位置及各段长度表示图(为施工顺序为施工顺序) ).矿井顶板水的防治矿井顶板水的防治一、煤层顶板涌水要素分析及顶板涌水预测一、煤层顶板涌水要素分析

16、及顶板涌水预测二、防水煤二、防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设三、顶板水的超前疏干三、顶板水的超前疏干四、注浆截流四、注浆截流五、改动采煤技术五、改动采煤技术六、工程实例六、工程实例.一、煤层顶板涌水要素分析及预测一、煤层顶板涌水要素分析及预测( (一一) )采动条件下覆岩破坏的规律采动条件下覆岩破坏的规律( (二二) )影响覆岩破坏的要素影响覆岩破坏的要素( (三三) )顶板突水预测顶板突水预测.一采动条件下覆岩破坏的规律一采动条件下覆岩破坏的规律前往前往覆岩破坏分带表示图覆岩破坏分带表示图.二影响覆岩破坏的要素二影响覆岩破坏的要素覆岩性质及组合特征覆岩性质及组合特征 1 1巩固巩固-

17、-巩固型巩固型 2 2脆弱脆弱- -脆弱型脆弱型 4 4巩固巩固- -脆弱型脆弱型 3 3脆弱脆弱- -巩固型巩固型煤层赋存及开采要素煤层赋存及开采要素 1 1采厚采厚 2 2分层数及回采垂高分层数及回采垂高 3 3开采面积开采面积 4 4地质构造地质构造 5 5采煤方法及顶板管理采煤方法及顶板管理 6 6覆岩破坏的延续时间覆岩破坏的延续时间 前往前往.三矿层顶板导水裂隙带的发育高度确实定三矿层顶板导水裂隙带的发育高度确实定 1 1导水裂隙带发育高度的计算导水裂隙带发育高度的计算前往模块三前往模块三 冒落带、裂隙带涉及地表水体呵斥突水表示图冒落带、裂隙带涉及地表水体呵斥突水表示图.二、防水煤二

18、、防水煤(岩岩)柱的留设措施柱的留设措施u运用条件：隔水层厚度满足不了运用条件：隔水层厚度满足不了 的要求时的要求时( (一一) )基岩裸露区防水煤基岩裸露区防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设( (二二) )煤层露头或浅部被松散含水层覆盖时，防水煤煤层露头或浅部被松散含水层覆盖时，防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设( (三三) )在水淹区、采空积水区下掘进时，防水煤在水淹区、采空积水区下掘进时，防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设( (四四) )上、下两层煤之间防水煤上、下两层煤之间防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设保裂安hhh.风保裂安hhhh一基岩裸露区防水煤一基岩裸露区防水

19、煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设基岩风化裂隙较发育时，防水煤基岩风化裂隙较发育时，防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设防水煤防水煤( (岩岩) )柱的总厚度应满足下式要求：柱的总厚度应满足下式要求： 基岩风化裂隙不发育时，防水煤基岩风化裂隙不发育时，防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设根据上式计算的防水煤根据上式计算的防水煤( (岩岩) )柱高度，不得小于柱高度，不得小于20m20m。前往前往煤系地层无松散层覆盖时防水煤柱的留设煤系地层无松散层覆盖时防水煤柱的留设. 煤层露头部位被松散含水砂层、砂砾层覆盖时煤层露头部位被松散含水砂层、砂砾层覆盖时二煤层露头或浅部被松散含水层覆盖二煤层露头

20、或浅部被松散含水层覆盖时，防水煤时，防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设前往前往.在水淹区、采空积水区下掘进时防水煤在水淹区、采空积水区下掘进时防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设三在水淹区、采空积水区下掘进时，防三在水淹区、采空积水区下掘进时，防水煤水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设前往前往.四上、下两层煤之间防水煤四上、下两层煤之间防水煤( (岩岩) )柱的留设柱的留设前往前往 多煤层边境防水煤柱之一多煤层边境防水煤柱之一 多煤层边境防水煤柱之二多煤层边境防水煤柱之二.三、顶板水的超前疏干三、顶板水的超前疏干( (一一) )疏干类型疏干类型( (二二) )常见的疏干方式常见的疏干方式

21、.一疏干类型一疏干类型地表井群疏干地表井群疏干 据部分矿区实际阅历，浸透系数大于据部分矿区实际阅历，浸透系数大于3m/d3m/d的潜水含水层和大于的潜水含水层和大于0.30.30.5m/d0.5m/d的承压含水层均可获得良好的疏干效果。的承压含水层均可获得良好的疏干效果。巷道疏干巷道疏干 适用于某一固定部位如露天矿的非任务帮的疏干或断面截流适用于某一固定部位如露天矿的非任务帮的疏干或断面截流 。采准巷道疏干采准巷道疏干 广泛运用于采区顶板含水层及顶板流砂层的疏干。广泛运用于采区顶板含水层及顶板流砂层的疏干。 多井结合疏干多井结合疏干 顶板含水层分布范围较广，补给水量较大顶板含水层分布范围较广，

22、补给水量较大 。前往前往.二常见的疏干方式二常见的疏干方式1 1、地表疏干、地表疏干2 2、巷道疏干、巷道疏干3 3、井下钻孔疏水、井下钻孔疏水4 4、井上下结合疏水、井上下结合疏水前往前往.1 1、地表疏干、地表疏干下下 页页地表疏降方式图地表疏降方式图.地表疏降钻孔地表疏降钻孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式地表疏降钻孔地表疏降钻孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式.2 2、巷道疏干、巷道疏干1 1 1)1)石门疏水石门疏水下下 页页石门多含水层疏水石门多含水层疏水. 利用煤层采准巷道疏放顶板水利用煤层采准巷道疏放顶板水2 2、巷道疏水、巷道疏水2 22)2)采准采准巷道疏水

23、巷道疏水.3 3、井下钻孔疏水、井下钻孔疏水直通式井下疏水孔直通式井下疏水孔下下 页页直通式疏水钻孔直通式疏水钻孔.顶板上行式疏水孔顶板上行式疏水孔下下 页页上行式井下疏水孔上行式井下疏水孔.井下程度或近程度疏水孔井下程度或近程度疏水孔程度程度( (近程度近程度) )式井下疏水孔式井下疏水孔采动放水采动放水经过探查，证明煤层直接充水含水层与强含水层或其它水体未发经过探查，证明煤层直接充水含水层与强含水层或其它水体未发生水力联络，且采区有足够排水才干时，可在采区最低部位首先回采，生水力联络，且采区有足够排水才干时，可在采区最低部位首先回采，实行采动放水疏干，保证后期回采平安。实行采动放水疏干，保

24、证后期回采平安。.4 4、吸水钻孔疏水、吸水钻孔疏水 吸水钻孔表示图吸水钻孔表示图.5 5、井上下结合疏水、井上下结合疏水 1)地表井下结合疏干地表井下结合疏干 在同一矿井在同一矿井(区内区内)，同时采用地表疏水和井下疏水两，同时采用地表疏水和井下疏水两种方式。地表井下结合疏水普通是在矿井水文地质条件复种方式。地表井下结合疏水普通是在矿井水文地质条件复杂，单一疏干方式效果不好或不够经济合理时采用。杂，单一疏干方式效果不好或不够经济合理时采用。 2)供疏结合的结合疏水供疏结合的结合疏水 在地面供水紧张，而井下水害又严重的大水矿区，为在地面供水紧张，而井下水害又严重的大水矿区，为理处理矿区供水与矿

25、井排水之间的矛盾，可利用矿区疏水理处理矿区供水与矿井排水之间的矛盾，可利用矿区疏水系统直接用作矿区供水水源地，实现供疏结合。系统直接用作矿区供水水源地，实现供疏结合。前往模块三前往模块三.四、四、 注浆截流注浆截流 露天矿坑剥离含水层建造截流帷幕墙露天矿坑剥离含水层建造截流帷幕墙下下 页页露天矿坑剥离含水层建造截流帷幕墙露天矿坑剥离含水层建造截流帷幕墙.煤层直接顶板含水层帷幕截流注浆煤层直接顶板含水层帷幕截流注浆煤层直接顶板含水层帷幕截流注浆煤层直接顶板含水层帷幕截流注浆前往模块三前往模块三.注浆封堵顶板水注浆封堵顶板水 注浆封堵顶板水注浆封堵顶板水.五、五、 改动采煤方法改动采煤方法 充填式

26、开采法充填式开采法 1) 当顶板含水层距煤层顶板普遍接近时当顶板含水层距煤层顶板普遍接近时 2) 当煤层露头部位及浅部被地表水体或新生界强含当煤层露头部位及浅部被地表水体或新生界强含水所覆盖时水所覆盖时 3)在逆掩断层含水推覆体下或积水老窑下采煤时在逆掩断层含水推覆体下或积水老窑下采煤时 膏体充填绿色开采技术膏体充填绿色开采技术 “三下一上三下三下一上三下地表水下、建筑物下和铁路下，地表水下、建筑物下和铁路下，一上一上承压水上地域一种具有开展前景的开采承压水上地域一种具有开展前景的开采技术，技术， 间歇开采法及分区隔分开采法间歇开采法及分区隔分开采法 1厚煤层还可采用分层间歇开采法厚煤层还可采

27、用分层间歇开采法 2急倾斜煤层，那么可采用长走向小阶段急倾斜煤层，那么可采用长走向小阶段 间歇开采分区隔分开采法间歇开采分区隔分开采法: 先远后近、先深后浅、先简单后复杂、先探后采的先远后近、先深后浅、先简单后复杂、先探后采的试探性开采方法试探性开采方法 条带式开采法条带式开采法 前往模块三前往模块三.六、工程实例六、工程实例实例实例1 1 某煤矿顶板水的防治措施某煤矿顶板水的防治措施实例实例2 2 某煤矿帷幕注浆防治顶板水某煤矿帷幕注浆防治顶板水实例实例3 3 某矿顶板水分析及防治对策某矿顶板水分析及防治对策实例实例4 4 某煤田顶板水特征与防治方法某煤田顶板水特征与防治方法实例实例5 5

28、顶板突水规律分析及防治对策顶板突水规律分析及防治对策实例实例6 6 水淹冒顶区化学注浆加固技术水淹冒顶区化学注浆加固技术实例实例7 7 某矿某矿513513区运输石门探放水设计方案区运输石门探放水设计方案.典型任务义务矿井顶板水对开采的影响分析及防治方案矿井顶板水对开采的影响分析及防治方案1.1.任务义务任务义务(1)(1)背景资料分析背景资料分析分析矿井充水要素。分析矿井充水要素。计算计算2 2号煤层开采后导水裂隙带高度，预测号煤层开采后导水裂隙带高度，预测2 2号煤层上部含水层对煤层开采的影号煤层上部含水层对煤层开采的影响。响。提出开采提出开采2 2号煤层时对顶板水的初步防治方案。号煤层时

29、对顶板水的初步防治方案。(2)(2)搜集矿区顶板水防治案例每人搜集矿区顶板水防治案例每人1 12 2例，并分析、讨论、提出问题、进展例，并分析、讨论、提出问题、进展总结总结2.2.任务方法：分组讨论，独立完成任务方法：分组讨论，独立完成3.3.背景资料背景资料某煤矿为拟建矿井。矿井设计开采二叠系山西组某煤矿为拟建矿井。矿井设计开采二叠系山西组2 2号煤层，设计产量号煤层，设计产量600600万万t/at/a，设计采用放顶煤开采设计采用放顶煤开采2 2号煤层，一次采全高。号煤层，一次采全高。2 2号煤层位于山西组中下部，厚度号煤层位于山西组中下部，厚度3.093.098.50m8.50m，平均厚

30、度，平均厚度6.20m6.20m；煤层埋藏深度；煤层埋藏深度250250350m350m；煤层底板标高由东向西；煤层底板标高由东向西11001100350m350m。煤层顶板大部分为泥岩、粉砂。煤层顶板大部分为泥岩、粉砂岩，其直接顶为中岩，其直接顶为中- -细粒砂岩；底板大部为粉砂岩和泥岩，部分为细粒砂岩和石细粒砂岩；底板大部为粉砂岩和泥岩，部分为细粒砂岩和石英砂岩。英砂岩。2 2号煤层上部有下石盒子组号煤层上部有下石盒子组K9K9、K8K8砂岩裂隙含水层含水性较弱，其中的砂岩裂隙含水层含水性较弱，其中的K8K8砂岩是开采砂岩是开采2 2号煤层的直接充水含水层，号煤层的直接充水含水层，K8K8

31、砂岩与砂岩与2 2号煤层层间距号煤层层间距69m69m，上石盒，上石盒子组子组K10K10砂岩裂隙含水层含水性较弱，第四系松散砂砾孔隙含水层含砂岩裂隙含水层含水性较弱，第四系松散砂砾孔隙含水层含水性较强。水性较强。井田内及井田边境有老窑分布。井田内及井田边境有老窑分布。.矿井底板水的防治矿井底板水的防治.一、底板突水要素分析、预测及带压开采一、底板突水要素分析、预测及带压开采平安度评价平安度评价二、底板水的疏水降压二、底板水的疏水降压三、隔水层薄弱带的注浆加固三、隔水层薄弱带的注浆加固四、利用隔水层带压开采四、利用隔水层带压开采五、工程实例五、工程实例 .一、底板突水要素分析、预测及带压一、底

32、板突水要素分析、预测及带压开采平安度评价开采平安度评价 ( (二二) )底板突水要素分析底板突水要素分析( (三三) )易发生突水的地段易发生突水的地段( (四四) )底板突水预测方法底板突水预测方法( (五五) )带压开采平安度评价带压开采平安度评价( (一一) )采动条件下底板破坏的规律采动条件下底板破坏的规律.一采动条件下底板破坏的规律一采动条件下底板破坏的规律(c)任务面周围支承压力分布特征采动空间内应力重新分布表示图采动空间内应力重新分布表示图(b)任务面底板剪切带分布特征(a)随任务面推进底板受力特征.下三带的发育 1.“1.“下三带下三带发育特征发育特征 2. “2. “下三带下

33、三带确实定确实定)(312hhhh 底板隔水层在开采条件下三带分布表示图底板隔水层在开采条件下三带分布表示图.二底板突水要素分析二底板突水要素分析含水层富水性及水压含水层富水性及水压破裂构造破裂构造矿压破坏深度矿压破坏深度隔水层厚度、岩性组合隔水层厚度、岩性组合山东矿业学院特殊开采所阅历公式山东矿业学院特殊开采所阅历公式(2002(2002年年) )：式中式中 Cp Cp采动对底板的破坏深度，采动对底板的破坏深度，m m； L L任务面斜长，任务面斜长，m m； H H 采深，采深，m m； a a 煤层倾角，；煤层倾角，； f f 底板岩层巩固性系数底板岩层巩固性系数 24ln9291. 7

34、3113. 00448. 000911. 0LfaHCp前往前往 采煤任务面底板受力、剪切带分布图采煤任务面底板受力、剪切带分布图.三易发生突水的地段三易发生突水的地段断层交叉或集合处断层交叉或集合处背斜倾伏端一带背斜倾伏端一带褶曲轴部裂隙密集带或小断裂密集带褶曲轴部裂隙密集带或小断裂密集带断层尖灭或消逝端一带断层尖灭或消逝端一带两条大断层相互对扭地带两条大断层相互对扭地带(即张扭性破碎带即张扭性破碎带)与导水或富水大断裂成与导水或富水大断裂成“入字形衔接的小断裂带入字形衔接的小断裂带复合部位小断层与次级小褶曲轴在地层倾向急剧转机带上的复合部位，复合部位小断层与次级小褶曲轴在地层倾向急剧转机带

35、上的复合部位，或小褶曲轴与底层倾向转机带的复合部位或小褶曲轴与底层倾向转机带的复合部位压性断裂下盘、张性断裂上盘因富水性强。压性断裂下盘、张性断裂上盘因富水性强。不同力学性质的断裂组成的断裂带，富水性最强，易于发生突水。不同力学性质的断裂组成的断裂带，富水性最强，易于发生突水。前往前往.实例实例1 1前往前往 某矿井田构造图某矿井田构造图.四底板突水预测方法四底板突水预测方法1 1、采掘前的突水预测、采掘前的突水预测 2 2、采掘过程中的突水预测、采掘过程中的突水预测.1 1、采掘前的突水预测、采掘前的突水预测 (1)水文地质方法水文地质方法 (2)突水系数分析法突水系数分析法 突水系数突水系

36、数指单位隔水层厚度所接受的水压，又称水压比，其表达式为：指单位隔水层厚度所接受的水压，又称水压比，其表达式为： 式中式中 Ts突水系数，突水系数，MPa/m； P作用于隔水层底板的水压力，作用于隔水层底板的水压力，MP Mi底板隔水岩中某一性质岩石的厚度，底板隔水岩中某一性质岩石的厚度，m； i底板隔水岩中底板隔水岩中i层岩石等值隔水系数层岩石等值隔水系数(泥岩为泥岩为1，砂页岩为，砂页岩为0.7，页岩为，页岩为0.5，断层破，断层破碎带岩石为碎带岩石为0.35) Cp采动对底板的破坏深度，采动对底板的破坏深度，m； n隔水层层数。隔水层层数。 psCMpTniiiMM1.底板隔水层在开采条件

37、下三带分布表示图底板隔水层在开采条件下三带分布表示图前往前往 底板隔水层在开采条件下三带分布表示图底板隔水层在开采条件下三带分布表示图.2 2、采掘过程中的突水预测、采掘过程中的突水预测(1)(1)钻探方法钻探方法探测高水压区探测高水压区( (假设其值远远低于奥灰水压假设其值远远低于奥灰水压(CHA 0.4(CHA 0.41.0MPa1.0MPa以上以上) )那么不突水。那么不突水。) )探测底板水的导升高度探测底板水的导升高度( (当导升高度上界进入或到达矿压当导升高度上界进入或到达矿压破坏区时，往往发生突水破坏区时，往往发生突水 ) )(2)(2)物探方法物探方法(3)(3)突水征兆的监测

38、突水征兆的监测前往前往.五带压开采平安度评价五带压开采平安度评价1 1、掘进巷道底板隔水层平安隔水厚度、掘进巷道底板隔水层平安隔水厚度2 2、回采任务面底板隔水层突水系数、回采任务面底板隔水层突水系数3 3、平安水头值、平安水头值.1 1、掘进巷道底板隔水层平安隔水厚度、掘进巷道底板隔水层平安隔水厚度计算公式：计算公式：式中：式中：t平安隔水厚度平安隔水厚度(m)； L巷道底板宽度巷道底板宽度(m)； 底板隔水层的平均容重底板隔水层的平均容重(t/m3)； Kp底板隔水层的平均抗张强度底板隔水层的平均抗张强度(10-2MPa)； H底板隔水层接受的水头压力底板隔水层接受的水头压力 (10-2M

39、Pa)。如底板隔水层实践厚度小于计算值时，就是不平安的如底板隔水层实践厚度小于计算值时，就是不平安的 pKLKpHLLt4)8(22前往前往.2 2、回采任务面底板隔水层突水系数、回采任务面底板隔水层突水系数底板受构造破坏块段突水系数普通不大于底板受构造破坏块段突水系数普通不大于0.06 MPa/m就可以为是平安的，就可以为是平安的，正常块段正常块段(隔水层完好无断裂构造破坏隔水层完好无断裂构造破坏)不大于不大于0.1 MPa/m就可以为是平安的。就可以为是平安的。平安区：是指当煤层底板位于奥灰水位以下，此区不存在突水危险性；平安区：是指当煤层底板位于奥灰水位以下，此区不存在突水危险性；较平安

40、区：是指突水系数小于较平安区：是指突水系数小于0.06MPa/m，存在底板突水的能够性，需，存在底板突水的能够性，需采取防治水措施，进展带压开采；采取防治水措施，进展带压开采；危险区：是指突水系数介于危险区：是指突水系数介于0.06-0.1 MPa/m，突水的危险性较大，在岩，突水的危险性较大，在岩层完好构造简单地带采取平安措施的情况下可进展带压开采；层完好构造简单地带采取平安措施的情况下可进展带压开采；最危险区：是指突水系数大于最危险区：是指突水系数大于0.1MPa/m，是底板突水的最危险地段。，是底板突水的最危险地段。 niiisMMMMPT1前往前往.3 3、平安水头值、平安水头值(1)

41、掘进巷道平安水头值掘进巷道平安水头值 式中式中 H底板隔水层可以接受的平安水压底板隔水层可以接受的平安水压(10-2MPa)； t底板隔水层厚度底板隔水层厚度(m)； L巷道宽度巷道宽度(m)； 底板隔水层的平均容重底板隔水层的平均容重(t/m3)； Kp底板隔水层的平均抗张强度底板隔水层的平均抗张强度(10-2MPa) 当掘进巷道任务区段的水压值大于所计算出的平安水压值时，巷道有底板突水的危险；反之，可以平安掘进。当掘进巷道任务区段的水压值大于所计算出的平安水压值时，巷道有底板突水的危险；反之，可以平安掘进。(2)回采任务面平安水头值回采任务面平安水头值 式中式中 P底板隔水层可以接受的平安

42、水压底板隔水层可以接受的平安水压(MPa)； M底板隔水层厚度底板隔水层厚度(m)； Ts突水系数突水系数(MPa/m) 当回采任务面隔水底板的实践水头值大于平安水头值，那么有底板突水的危险；反之，可以平安回采。当回采任务面隔水底板的实践水头值大于平安水头值，那么有底板突水的危险；反之，可以平安回采。tLtKHp222MTPs前往模块四前往模块四.v底板水的防治应遵照十六个字方针：底板水的防治应遵照十六个字方针：v整体研讨，逐块分析，因地制宜，先易后难。整体研讨，逐块分析，因地制宜，先易后难。二、底板水的疏水降压二、底板水的疏水降压( (一一) )地表疏水降压地表疏水降压( (二二) )井下疏

43、水降压井下疏水降压( (三三) )井上下结合疏水降压井上下结合疏水降压.一地表疏水降压一地表疏水降压地表疏降方式地表疏降方式.地表疏降钻孔地表疏降钻孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式前往前往地表疏降钻孔地表疏降钻孔( (井井) )平面布置方式平面布置方式.二井下疏水降压二井下疏水降压 下行式井下疏水降压钻孔下行式井下疏水降压钻孔留意留意! !当下伏含水层的水头压力过高大于当下伏含水层的水头压力过高大于4 45MPa5MPa时，井下放水钻孔施工时，井下放水钻孔施工就很困难，此时此法不宜采用就很困难，此时此法不宜采用 (a) (a) 底板疏水降压孔平面布置表示图底板疏水降压孔平面布置表示图

44、 (b) (b)底板疏水降压孔剖面表示图底板疏水降压孔剖面表示图前往前往.三井上下结合疏水降压三井上下结合疏水降压压力传送式井下疏降钻孔压力传送式井下疏降钻孔井上下结合疏水降压井上下结合疏水降压当地面或井下单一疏降方式效果不好或不够经济合理时，可当地面或井下单一疏降方式效果不好或不够经济合理时，可采用井上下结合疏水，或采用供疏结合的结合疏水。当矿区一方采用井上下结合疏水，或采用供疏结合的结合疏水。当矿区一方面地面供水面地面供水( (工业、农业、居民饮用工业、农业、居民饮用) )紧张，另一方面井下水害严紧张，另一方面井下水害严重，矿区供水与矿井排水之间严重矛盾时，可利用矿区供水水源重，矿区供水与

45、矿井排水之间严重矛盾时，可利用矿区供水水源地直接作为矿井疏放水系统，或者将矿井疏水系统直接用作矿区地直接作为矿井疏放水系统，或者将矿井疏水系统直接用作矿区供水水源地，实现疏供水结合。供水水源地，实现疏供水结合。压力传送式井下疏水孔压力传送式井下疏水孔前往模块四前往模块四.三、隔水层薄弱带的注浆加固三、隔水层薄弱带的注浆加固注浆防治矿井水害技术优点：注浆防治矿井水害技术优点：减少矿井消费过程中的排水电费，降低吨煤消费本钱。减少矿井消费过程中的排水电费，降低吨煤消费本钱。有利于在矿产资源开发过程中有效地维护矿区地下水资源。有利于在矿产资源开发过程中有效地维护矿区地下水资源。有利用在矿产资源开发过程

46、中有效地防止地下水系统环境扰动而有利用在矿产资源开发过程中有效地防止地下水系统环境扰动而诱发的生态环境恶化和其他相关的地质灾祸发生。诱发的生态环境恶化和其他相关的地质灾祸发生。改善井下采掘任务环境和劳动条件。改善井下采掘任务环境和劳动条件。快速恢复被淹矿井或采掘任务面快速恢复被淹矿井或采掘任务面详细防治方法详细防治方法( (一一) )改造含水层为隔水层，添加隔水层厚度改造含水层为隔水层，添加隔水层厚度( (二二) )提高隔水层的阻水性提高隔水层的阻水性( (三三) )其它防治方法其它防治方法.一改造含水层为隔水层，添加隔水层厚度一改造含水层为隔水层，添加隔水层厚度前往前往底板含水层注浆改造技术表示图底板含水层注浆改造技术表示图.二二 提高隔水层的阻水性提高隔水层的阻水性前往前往 煤层底板隔水层破碎带注浆加固表示图煤层底板隔水层破碎带注浆加固表示图. 地面防渗堵漏：在煤层底板下伏奥灰含水层的露头部