高承壓水上帶壓開采二1煤構(gòu)造擾動(dòng)底板阻滲性研究.pdf

1、隨著煤層開采深度的加大,帶壓開采過程中的突水事故也越來(lái)越多,已嚴(yán)重影響到礦井的安全生產(chǎn),統(tǒng)計(jì)資料表明,底板突水中受構(gòu)造影響的占絕大多數(shù)。尤其在富水性好的奧灰含水巖層上進(jìn)行采掘活動(dòng)時(shí),這個(gè)問題更加嚴(yán)重。因此,研究高承壓水水上帶壓開采過程中構(gòu)造擾動(dòng)底板突水的機(jī)理、突水的特點(diǎn)及底板的阻水能力有著理論和現(xiàn)實(shí)的意義。
　　本文以受高承壓水嚴(yán)重威脅的鄭煤集團(tuán)裴溝礦突水實(shí)際為研究對(duì)象,從基礎(chǔ)地質(zhì)出發(fā),對(duì)底板突水案例進(jìn)行系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)礦井幾次重大

2、的突水事故多集中發(fā)生在斷層部位,表明斷裂構(gòu)造是底板阻滲的薄弱環(huán)節(jié)。
　　利用彈塑性力學(xué)理論,分析了斷層水壓作用下采動(dòng)正斷層活化及底板破壞的力學(xué)機(jī)理,推導(dǎo)出底板臨界水壓表達(dá)式,得到了斷層影響下底板承壓能力隨斷層傾角、巖性、水壓及底板隔水層厚度分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,采用模型試驗(yàn)?zāi)M了高承壓水上斷層突水的過程,通過對(duì)不同類型斷層突水過程的模擬,得到了突水過程中滲流規(guī)律,即由突水初期的孔隙流向裂隙流和管道流的轉(zhuǎn)換,在孔隙性和滲透性上分別表

3、現(xiàn)為由孔隙擴(kuò)展貫通階段向穩(wěn)定滲流階段、由高阻致裂階段向低阻貫通階段的過渡,從而全面揭示了斷層突水的機(jī)理。
　　綜合考慮了底板巖體的結(jié)構(gòu)特征、底板隔水層的阻滲強(qiáng)度、有效隔水層厚度等因素,建立了采動(dòng)底板阻滲條件評(píng)價(jià)模型,并對(duì)裴溝礦32071工作面底板阻滲性做出評(píng)價(jià),得出二1煤正常結(jié)構(gòu)狀態(tài)下底板對(duì)奧灰水具有較強(qiáng)的阻滲性,斷層擾動(dòng)條件下底板的阻滲能力處于極限狀態(tài),是底板水害的易發(fā)部位,提出底板水害的防治措施。
　　最后,采用工作面采