第3讲顶板水防治.ppt

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1、第3讲顶板水防治煤炭科学研究总院西安分院主讲人：靳德武（1）顶板水害分类①地表水体（河、湖、海）全国各地均有，尤以东部居多海下—具有代表性的是山东黄县早第三纪褐煤田，位于渤海以下，煤层露头直接与海底接触；湖下—鲁西南、苏西北微山湖、昭阳湖；河下—内蒙元宝山煤矿在英金河和老哈河下采煤等（1）顶板水害分类②巨厚松散含水层我国东部分布较广，如两淮（淮南、淮北）煤田，石炭二叠系煤系隐伏于厚度约100~800m的新生界（第三系及第四系）松散层之下，煤层露头直接与新生界底部接触。（1）顶板水害分类③煤系顶板砂岩

2、含水层淮北芦岭矿、海孜矿、哈密矿、黄陵煤矿，煤层顶板赋存一定厚度的砂岩裂隙水，煤层顶板岩体导通含水层水体，往往发生顶板水害事故。（1）顶板水害分类④煤系顶板灰岩含水层赣中丰城矿区龙潭煤系的C煤组煤层顶板上距长兴灰岩3~5m,云庄矿试采C煤组时，顶板涌水量高达19000m3/h，试采井被淹。（2）典型顶板水害事故祁东煤矿四含突水淹井2001年11月24日，皖北矿务局祁东煤矿东翼-420水平3222倾斜长壁工作面，发生了第四系第四含水层特大突水淹井灾害，最大涌水量达1670m3/h，其突水量之大，在全国

3、第四系突水事例中也较为少见。致使刚刚建成，年生产能力150万吨，准备于12月26日正式投产祁东矿整个矿井被淹。出水后对水质、水温、“四含”长观孔资料进行了分析对比，分析突水水源应为“四含”水。导水通道可能是隐伏垂向导水裂缝带和古河床切割深沟。（3）顶板水防治方法安全开采深度的确定安全开采上限,一般是指在某一最小深度下开采时,覆岩破坏所形成的冒落带或导水裂隙带不波及到富含水层或地表水体,井下不发生突水或涌水量增加不大,能保证安全开采的这个深度。其实质就是安全开采的上限问题。安全开采深度的确定从水体底部

4、或富含水层底板往下算起，煤岩柱的下边界线，即为安全开采上限。安全开采深度的确定安全开采深度的确定，都是在确定覆岩冒落带和裂隙带的最大高度的基础上，再加上一定厚度的保护层，这个数值作为需要留设的煤岩柱的高度。顶板三带划分示意图覆岩破坏高度（冒落带和裂隙带）的确定，通常采用：①实测法：如冲洗液消耗法、孔间透视法等；②经验经值换算法：冒落带和裂隙带的高度与总采厚的比值；③经验公式计算法：斯列萨列夫公式、理论经验公式；④不同矿区根据对实际观测资料的分析推导出的经验公式；⑤弹塑性数值模拟。超前预疏干地面井群疏

5、干:适用于含水层埋藏较浅的情形。常用于露天疏干以及矿井局部地段的疏干。其特点是疏干井排必须随着采煤工作面的前进而不断向前推进，其疏干效果取决于疏干范围内含水层水位的有效降深能否达到或接近含水层的底板，其残余水头能否给采煤造成危害。开凿专门疏干巷道：此法适用于某一固定部位（如露天矿的非工作帮）的疏干或断面截流。如疏干对象是松散砂层，则巷道应开在砂层底板基岩中，然后用直通式过滤器或打入式过滤器疏干巷道顶部的含水砂层。如疏干对象是基岩含水层（例如石灰岩），则疏干巷道可直接开凿在基岩含水层中。在条件允许时还

6、可以利用运输巷道或通风巷道兼作疏干巷道。这种疏干方法的优点在于水位降低大、疏干效果好、管理费用低，一次建成后长期有效，且不受含水层埋藏深度的限制。缺点是一次性投资较大，且不能随着采煤工作面的推进而移动。利用采煤准备巷道超前疏干：此法适用于采区工作面的疏干。根据超前疏干时间的需要，提前掘进采煤准备巷道，在工作面前方巷道中打顶板放水钻孔群，先疏干顶板含水层、后进行采煤。随着工作面的推进，疏干巷道和放水钻孔群亦不断超前延伸。这种方法简单易行、效果可靠，费用也较低，故广泛应用于采区顶板含水层及顶板流砂层的疏

7、干。多井联合疏干：如顶板含水层分布范围较广，补给水量较大，一井疏干难以奏效，且水量过大难以承受时，可同时开拓几个矿井，进行联合疏干。既可以取得满意的疏干效果，每个井的排水量又不至于过大。湖南的煤炭坝就是用这种方法来疏干煤层顶板长兴灰岩，达到安全开采的。，追求细节，积累经验，注重实效，发展学科！