《矿井底板水的防治》PPT课件

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1、任务3：矿井底板水的防治一、底板突水因素分析、预测及带压开采安全度评价二、底板水的疏水降压三、隔水层薄弱带的注浆加固四、利用隔水层带压开采五、工程实例一、底板突水因素分析、预测及带压开采安全度评价(二)底板突水因素分析(三)易发生突水的地段(四)底板突水预测方法(五)带压开采安全度评价(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)工作面周围支承压力分布特征采动空间内应力重新分布示意图(b)工作面底板剪切带分布特征(a)随工作面推进底板受力特征下三带的发育1.“下三带”发育特征2.“

2、下三带”的确定底板隔水层在开采条件下三带分布示意图（二）底板突水因素分析含水层富水性及水压破裂构造矿压破坏深度隔水层厚度、岩性组合山东矿业学院特殊开采所经验公式(2002年)：式中Cp—采动对底板的破坏深度，m；L—工作面斜长，m；H—采深，m；a—煤层倾角，°；f—底板岩层坚固性系数返回采煤工作面底板受力、剪切带分布图（三）易发生突水的地段断层交叉或汇合处背斜倾伏端一带褶曲轴部裂隙密集带或小断裂密集带断层尖灭或消失端一带两条大断层相互对扭地带(即张扭性破碎带)与导水或富水大断裂成“入”字形连接的小断

3、裂带复合部位小断层与次级小褶曲轴在地层倾向急剧转折带上的复合部位，或小褶曲轴与底层倾向转折带的复合部位压性断裂下盘、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。返回实例1返回某矿井田构造图（四）底板突水预测方法1、采掘前的突水预测2、采掘过程中的突水预测1、采掘前的突水预测(1)水文地质方法(2)突水系数分析法突水系数——指单位隔水层厚度所承受的水压，又称水压比，其表达式为：式中Ts—突水系数，MPa/m；P—作用于隔水层底板的水压力，MPMi—底板隔水岩中某一性

4、质岩石的厚度，m；ξi—底板隔水岩中i层岩石等值隔水系数(泥岩为1，砂页岩为0.7，页岩为0.5，断层破碎带岩石为0.35)Cp—采动对底板的破坏深度，m；n—隔水层层数。底板隔水层在开采条件下三带分布示意图返回底板隔水层在开采条件下三带分布示意图2、采掘过程中的突水预测(1)钻探方法①探测高水压区(若其值远远低于奥灰水压(CHA0.4～1.0MPa以上)则不突水。)②探测底板水的导升高度(当导升高度上界进入或达到矿压破坏区时，往往发生突水)(2)物探方法(3)突水征兆的监测返回（五）带压开采安全度评

5、价1、掘进巷道底板隔水层安全隔水厚度2、回采工作面底板隔水层突水系数3、安全水头值1、掘进巷道底板隔水层安全隔水厚度计算公式：式中：t—安全隔水厚度(m)；L—巷道底板宽度(m)；γ—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(10-2MPa)；H—底板隔水层承受的水头压力(10-2MPa)。如底板隔水层实际厚度小于计算值时，就是不安全的返回2、回采工作面底板隔水层突水系数底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m就可认为是安全的，正常块段(隔水层完整无断裂构造破坏)

6、不大于0.1MPa/m就可认为是安全的。①安全区：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；②较安全区：是指突水系数小于0.06MPa/m，存在底板突水的可能性，需采取防治水措施，进行带压开采；③危险区：是指突水系数介于0.06-0.1MPa/m，突水的危险性较大，在岩层完整构造简单地带采取安全措施的情况下可进行带压开采；④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。返回3、安全水头值(1)掘进巷道安全水头值式中H—底板隔水层能够承受的安全水压(10-2MPa)；t

7、—底板隔水层厚度(m)；L—巷道宽度(m)；γ—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(10-2MPa)当掘进巷道工作区段的水压值大于所计算出的安全水压值时，巷道有底板突水的危险；反之，可以安全掘进。(2)回采工作面安全水头值式中P—底板隔水层能够承受的安全水压(MPa)；M—底板隔水层厚度(m)；Ts—突水系数(MPa/m)当回采工作面隔水底板的实际水头值大于安全水头值，则有底板突水的危险；反之，可以安全回采。返回模块四底板水的防治应遵循十六个字方针：整体研究，逐块分析，因

8、地制宜，先易后难。二、底板水的疏水降压(一)地表疏水降压(二)井下疏水降压(三)井上下联合疏水降压（一）地表疏水降压地表疏降模式地表疏降钻孔(井)平面布置方式返回地表疏降钻孔(井)平面布置方式（二）井下疏水降压下行式井下疏水降压钻孔注意!当下伏含水层的水头压力过高（大于4～5MPa）时，井下放水钻孔施工就很困难，此时此法不宜采用(a)底板疏水降压孔平面布置示意图(b)底板疏水降压孔剖面示意图返回（三）井上下联合疏水降压压力传递式井下疏降钻孔井上下联合疏水