矿井水防治断层水

1、任务5：断层水的防治,一、断裂带充水规律,二、断层水的探放,三、断层防水煤柱的留设,四、断层的注浆堵水,五、水闸墙封堵突水点,一、断裂带充水规律,(一)断裂带的划分,(二)断裂带充水特征,(三)断裂两盘含水层和煤层的对接关系类型,(四)断层的“活化”,（一）断裂带的划分,断裂内带 断裂外带 断裂中带,断裂构造影响范围分带示意图,（二）断裂带充水特征,（三）断裂两盘含水层和煤层的对接关系类型,（四）断层的“活化”,突发性涌水(突水)形成示意图,二、断层水的探放,(一)探放断层水的原则及探查内容,(二)探放断层水的方法,(三)探放断层水的安全注意事项,(四)断层水的预防与处理,（一）探放断层水的原

2、则及探查内容,1、探放断层水的原则,2、探放断层水的探查内容,1、探放断层水的原则,2、探放断层水的探查内容,断层的位置、产状要素、断层带宽度(包括内、中、外三带)及伴生(或派生)构造和其导水性、富水性等。 断层带的充填物及充填程度、胶结物及胶结程度，断层两盘外带裂隙、岩溶发育情况及其富水性。 断层两盘对接部位的岩性及其富水性，煤层与强含水层的实际间距(即隔水层的厚度)。 断层与其它含(导)水断层、陷落柱或其它水体交切部位及其富水性。 查明并记录探断层水钻孔在不同深度的水压、水量或冲洗液漏失量，并确定或判断底板水在隔水层中的导升高度。 探明以上内容，应先提供断层面等高线图及两盘主要煤层、含水层

3、交切关系图，探测断层预想剖面图。,（二）探放断层水的方法(1),工作面前方已知或预想有含(导)水断层的探查,工作面前方已知或预想有含(导)水断层的探查,（二）探放断层水的方法(2),隔水岩柱厚度处于临界状态时，掘进工作面前方有无断层突水危险的探查,掘进工作面前方有无断层突水危险的探查,（二）探放断层水的方法(3),巷道实见断层，在采动影响后有无突水危险性的探查,采动影响后有无突水危险性的探查,（四）断层水的预防与处理,断层水突出的防治措施,三、断层防水煤柱的留设,(一)煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设,(二)位于导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设,(三)煤层位于不导水断层上盘时，煤(岩)

4、柱的留设,(四)煤层位于不导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设,（一）煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设(1),煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设,（一）煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设(2),可用下面的经验公式计算顺层防水煤柱的宽度： 20 式中 L顺层防水煤柱宽度(m)； A安全系数(一般取25)； M煤层厚度或采高(m)； P隔水层所承受的水压(MPa)； Kp煤的抗张强度（MPa）。,（一）煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设(3),当煤层倾角较大时，可用下式计算水平防水煤柱宽度： 式中 Lp水平防水煤柱宽度(m)； L顺层防水煤柱宽度(m)； 煤层倾角()。,（一

5、）煤层位于导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设(4),当岩层与断层间夹角(与断层走向正交剖面上的锐角)较小时，应考虑底板突水的可能性，并用底板防水岩柱厚度来校验。 20m 式中 L顺层防水煤柱宽度(m)； Ha安全防水岩柱厚度(m)； 岩层与断层夹角()。 将两次计算结果进行比较，采用较大的数值。 Ha的确定方法 方法1：根据矿井实际资料确定 方法2：用突水系数估算 方法3：用单位水压所需要的等值隔水层厚度(相对隔水层厚度)计算,（二）位于导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设(1),位于导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设,（二）位于导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设(2),计算公式： 20m 式中 L顺层

6、防水煤柱宽度(m)； L1、L2、L3顺层防水煤柱分段宽度(m)； 断层面与煤层的夹角(，取锐角)； 岩移塌陷边与煤层的夹角(，取锐角)； Hml导水冒落裂隙带高度(m)；,（三）煤层位于不导水断层上盘时，煤(岩)柱的留设,1、含水层高于冒裂带时，煤(岩)柱的留设,2、含水层在冒裂带高度以内时，煤(岩)柱的留设,3、含水层低于煤层时，煤(岩)柱的留设,1、含水层高于冒裂带时煤(岩)柱的留设,时，用下式计算顺层防水煤柱的宽度： 20m 式中 h含水层至冒裂带高度(m)。 时，用下式计算顺层防水煤柱的宽度： 20m 式中 L4岩柱的宽度(m)。,含水层高于冒裂带时，煤(岩)柱的留设示意图,含水层高

7、于冒裂带时，煤(岩)柱的留设,2、含水层高于冒裂带时煤(岩)柱的留设,时(图6-2-4a)，用下式计算顺层防水煤柱的宽度： 20m 时(图6-2-4b)，用下式计算顺层防水煤柱的宽度： 20m,含水层在冒裂带高度以内时, 煤(岩)柱的留设示意图,含水层在冒裂带高度以内时, 煤(岩)柱的留设,3、含水层低于煤层时煤(岩)柱的留设,式中 hc含水层至煤层的层间距(m)。,含水层低于煤层时, 煤(岩)柱的留设,（四）煤层位于不导水断层下盘时，煤(岩)柱的留设,1、含水层位于冒裂带上限附近时，煤(岩)柱的留设,2、含水层底面高于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设,3、含水层底面低于冒裂带高度时，煤(岩)柱

8、的留设,4、含水层顶面低于煤层时，煤(岩)柱的留设,1、含水层位于冒裂带上限附近时，煤(岩)柱的留设,含水层位于冒裂带上限附近时,断层防水煤柱的留设方法与“煤层位于导水断层下盘时”相同。,含水层位于冒裂带上限附近时，煤(岩)柱的留设,2、含水层底面高于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设,含水层底面高于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设,3、含水层底面低于冒裂带高度时，煤(岩)柱的留设,式中 M2含水层顶面至煤层的层间距(m)。,含水层底面低于冒裂带高度时, 煤(岩)柱的留设,4、含水层顶面低于煤层时，煤(岩)柱的留设,式中 a含水层至煤层的顺层距离(m)。,含水层顶面低于煤层时, 煤(岩)柱的留设,四

9、、断层的注浆堵水,导水断层及断裂破碎带往往作为导水通道，将含水层中水导入采掘空间，对矿井安全造成威胁，封堵断层导水通道就是利用注浆工程切断这种过水途径而达到预防或治理矿井水害的目的。对于通过各种勘探手段已经查明的有可能发生突水事故并给矿井正常生产带来安全威胁的导水断层及断裂破碎带，应在采掘工程揭露或发生突水之前进行封堵或注浆改造，达到预防突水事故发生的目的。 1.直接封堵法 2.间接封堵法,1、 掘进巷道前方导水断层注浆改造工程示意图,掘进巷道前方导水断层注浆改造工程示意图,2、 井下封堵突水断层进水口工程示意图,井下封堵突水断层进水口工程示意图,3、地面封堵过水巷道工程示意图,地面封堵过水巷道工程示意图,实例1 某矿9204采面注浆堵水工程,某矿9204采面注浆堵水工程,