淺埋富水區(qū)下安全開采技術(shù)研究.pdf

1、我國是“富煤、貧油、少氣”的國家，煤炭資源在我國能源結(jié)構(gòu)中占主體地位，煤炭的安全開采是社會穩(wěn)定和發(fā)展的基石。陜北淺埋煤層有地質(zhì)條件簡單、煤質(zhì)優(yōu)良、煤層埋藏淺、易于開采、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，但極易發(fā)生突水潰砂災(zāi)害，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此，突水潰砂日益成為廣大學(xué)者研究的焦點(diǎn)。
　　突水潰砂是由淺埋深、薄基巖、富含潛水的厚松散覆蓋層這種特殊的地質(zhì)環(huán)境決定的，受水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、煤層、覆巖等條件以及開采方式等諸多因素的影響。本文

2、以具有薄基巖、淺埋煤層、富水松散層特點(diǎn)的韓家灣煤礦2-2煤開采入手，分析了突水潰砂的影響因素，建立了突水潰砂災(zāi)害的力學(xué)分析模型，并在此基礎(chǔ)上提出了突水潰砂災(zāi)害的防治技術(shù)。將該項(xiàng)防治技術(shù)應(yīng)用于韓家灣煤礦開采過程中，成功預(yù)防了突水潰砂事故的發(fā)生，保障了工作面的安全生產(chǎn)，取得了良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會效益。
　　本文通過研究主要獲得以下成果：
　?。?）根據(jù)韓家灣2-2煤工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，分析了突水潰砂的影響因素及發(fā)生機(jī)理。總

3、結(jié)出發(fā)生突水潰砂現(xiàn)象必須具備四方面條件：有充足的飽和含水砂層；有足夠的過水砂通道；含水層潛伏的水頭壓力在擾動作用下形成的動水壓力足以使砂顆粒移動；有足夠的容水砂空間，在淺埋煤層地質(zhì)環(huán)境下，當(dāng)頂板薄基巖發(fā)生斷裂，動水壓力達(dá)到某一臨界值后，就會造成大量的水砂混合流潰入巷道和采空區(qū)。
　?。?）根據(jù)“兩帶”發(fā)育高度計(jì)算結(jié)果，2-2煤層采厚平均為4.4m，理論計(jì)算兩帶高度分別為：冒落帶13.29m，導(dǎo)水裂隙帶高度46.95m，預(yù)計(jì)2-2煤

4、層頂板導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度將波及到上覆基巖含水層，其開采過程中會出現(xiàn)突水潰砂事故。
　　（3）在支架后方，其上部老頂巖石由于撓曲形變產(chǎn)生的拉張力裂隙，總體沿垂向產(chǎn)生裂隙，裂隙呈上寬下窄的特點(diǎn)，在重力作用下，沿深度較大裂隙面形成滑動和錯斷離層，錯斷垂距一般在0.7～1.5m，該滑動直達(dá)上覆基巖含水層，必然導(dǎo)致含水層水潰入工作面，局部裂隙裂縫較寬區(qū)域，可能會導(dǎo)致突水潰砂。
　?。?）提出突水潰砂的綜合防治技術(shù)。綜合分析突水潰砂的影