五溝煤礦1033綜采工作面采前防治水安全性評價.pdf

1、我國受水害威脅煤層量大面廣，且頻發(fā)突水致災(zāi)淹井事故，不僅經(jīng)濟(jì)損失大，而且破壞了礦區(qū)生態(tài)水環(huán)境，同時造成嚴(yán)重的社會危害。項(xiàng)目研究的五溝煤礦主采煤層上方直接覆蓋有砂礫石含水層，底部有富水中等的灰?guī)r含水層，且斷層極為發(fā)育，屬受新生界四含水、頂板砂巖裂隙水、底板灰?guī)r水、斷層水四種水體威脅煤層開采。礦井設(shè)計時留設(shè)的各種防水煤柱煤量高達(dá)3665萬噸，為了安全高效回收煤炭資源，開展受水困煤層采前安全性評價是十分必要的。
　　論文以五溝煤礦103

2、3綜采工作面為背景，通過理論分析及數(shù)值模擬等方法，綜合分析了影響工作面安全開采的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和開采工程技術(shù)條件，針對第四系松散層底部孔隙含水層（四含）、煤層砂巖頂板充水含水層、底板灰?guī)r承壓含水層及斷層破碎帶四種水害影響因素，評估預(yù)測了1033綜采工作面在多水源作用下的安全開采條件，對工作面采前防治水進(jìn)行了安全性評價。
　　首先通過地面三維地震勘探、地面鉆探、井下瞬變電磁探測、無線電波坑透探測等物探方法對工作面地質(zhì)和水文地質(zhì)條

3、件進(jìn)行了綜合探查，根據(jù)工作面附近的鉆孔揭露的地質(zhì)資料表明了10煤頂?shù)装宓膸r性特征，同時對10煤層頂、底巖石中采取試樣分別進(jìn)行了物理及力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，獲得了主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。
　　根據(jù)1033工作面水患因素的分析結(jié)果，依據(jù)測試報告及有關(guān)技術(shù)規(guī)程，對頂板砂巖裂隙含水層進(jìn)行探查，為降低底板突水系數(shù)，采取灰?guī)r注漿改造結(jié)合疏水降壓的方法進(jìn)行底板太灰水的防治。并采用FLAC3D數(shù)值模擬，預(yù)測了太灰水及斷層對工作面安全開采的影響。
　　

4、在查明水文地質(zhì)條件及開采時充水因素的基礎(chǔ)上，預(yù)測了礦井開采期間的涌水量，根據(jù)預(yù)測的最大涌水量，進(jìn)行了工作面排水系統(tǒng)設(shè)計。
　　論文分析評價了各種水體對工作面安全開采的影響，結(jié)果表明：
　?。?）四含對工作面開采影響較小，10煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層在工作面范圍內(nèi)大部分區(qū)域富水性較弱，對煤層開采的充水作用不大；
　?。?）1033工作面煤層底板粉砂巖與細(xì)砂巖互層或砂質(zhì)泥巖為中等堅(jiān)硬巖類，頂板覆巖類型屬于軟弱—中硬覆巖類型；

5、
　?。?）1033工作面上覆四含厚度為10.1～19.45m，單位涌水量q為0.0076~0.0339L/（s·m），滲透系數(shù)K為0.0271～0.104m/d，屬弱含水層，水體采動等級為Ⅱ類水體，可以留設(shè)防砂煤巖柱開采；類比其他工作面得知1033綜采工作面需留設(shè)的防砂煤巖柱高度為39.91m，小于實(shí)際留設(shè)煤巖柱47.78m；
　?。?）1033工作面底板最大突水系數(shù)為0.051~0.125MPa/m，局部地段大于臨界突水

6、系數(shù)，但通過注漿改造后，突水系數(shù)變?yōu)?.033~0.059MPa/m，小于臨界突水系數(shù)，因此在注漿加固改造后工作面開采存在突水危險性較小，具備安全開采條件。
　?。?）以F1033-7斷層為例，利用FLAC3D數(shù)值模擬分析軟件進(jìn)行斷層采動活化特征的研究。模擬結(jié)果表明：F1033-7斷層在工作面推進(jìn)的過程中未出現(xiàn)明顯活化特征，當(dāng)斷層帶含有少部分水時不會對工作面產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
　　根據(jù)上述分析結(jié)果制定了切實(shí)可行的防治水措施，確保