防治水论文 - 图文(6)

2019-03-27 23:24

9处,最大一次突水量为4090M3/h,导致九矿1980年淹井,该出水点已于1981年注浆堵塞。其次是1998年8月刘家沟矿出水顺北大巷老空区进入九矿,最大突水量为1774M3/h,造成九矿停产20多天,该出水点已于1998年注浆闭堵。O2灰岩含水层是今后矿井充水威胁最大的含水层。

二1煤上部砂岩含水层是二1煤开采期间最直接的长期充水水源,一般是在采空区初次大(老)顶冒落后进入回采工作面或井巷揭露断层破碎带,顶板裂隙发育地段而进入矿井。井下现有9个出水点,水量一般为5~10M3/h,最大的一次是21011工作面,放大顶后出水量达到15.6M3/h,后稳定为5M3/h。因此,二1煤层顶板砂岩含水层虽然是二1煤回采期间的主要充水水源,但其突水量一般较小,只要注意及时排放,一般不会对矿井带来太大的威胁。

三、地表水

地表水体以水库为主,共计8个,主要有龙泉水库、苹果园水库、吴家洞水库;水库接受大气降水、丘陵间小溪的补给,还有一条间歇性冲沟,平时基本无水,主要为九矿井下水的排泄通道,雨季大雨过后有水流过。历史上没有发生地表水害事故,只要预防措施得当,一般不会对矿井带来太大的威胁。 4.4.2 充水通道

一、断层

本区内由于断层较多,地层切割严重,在井下采掘过程中,由于局部地质段静水压力条件的改变,断层带可能成为含水层水充入巷道的通道。如矿区南部F7边界断层,该断层落差140~150米,我矿处在该断层的下降盘,二1煤层基本与对盘的C3L2灰岩对接,四矿断层附近煤层已回采。因此,该断层附近静水压力条件已发生改变,九矿在其附近回采时将再次破坏其储水条件,C3L2灰岩含水层和O2灰岩含水层有可能通过断层而导入九矿。因此,我矿在开采2505工作面前已报批了断层防水煤柱。在今后生产过程中,防止C3L8灰岩和O2灰岩水通过断层带突水尤为重要。

二、采空区

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在浅部采掘时,长期的老窑积水随着采掘过程放顶渗入工作面,或者顺着煤层顶底板向采掘巷道渗透,井下现有采空区出水点6个,突水量均小于5M3/h,对矿井一般无大的影响。

三、周围小煤窑影响

近年来,由于周边小煤窑的滥采乱掘,破坏防水煤柱等,多次造成出水事故,给九矿安全生产带来很大威胁。如1996年12月因刘家沟小煤窑采动断层防水煤柱,造成O2灰岩突水淹井而影响九矿,造成九矿井下水量增大而停产近2个月。1998年8月刘家沟矿在地面注浆时因天气降雨而注浆中断造成水压增大,O2灰岩通过F924断层进入九矿,最大涌水量达到1790M3/h,造成全矿停产20天。因此,防止小煤窑出水在今后防治水工作中也是非常重要的。 4.4.3 矿井涌水特征与水量变化

一、涌水特征:

①对九矿造成重大突水危害的,大多数与奥陶系灰岩强含水层和构造有关。 ②山西组砂岩水的出水形式主要是顶板淋水出水量较小对矿井生产威胁较小。

③薄层灰岩水C3L2、C3L8属岩溶裂隙承压水,岩溶裂隙发育不均衡,静水储量有限,随开采水平的延伸水位持续下降。

④老空区水水量小、来势猛、瞬间突水、危害性大。

⑤所有水害都与大气降水有关,强降水可导致断层水压升高,使断层周围岩石发生变化,造成水害。

二、矿井涌水量变化

矿井涌水量由采空区积水,煤层顶、底板含水层、岩层裂隙渗透淋水、周边小煤窑突水及断层突出水等组成。从矿井历年涌水量统计资料中可以看出,在过去主采下夹煤时,底板O2灰岩水对矿井涌水量变化的影响最大。近期开采二1煤层以来,虽然山西组砂岩水对生产影响较大,但制约矿井涌水量变化的仍然是O2灰岩水。

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矿井在1964年以前,开采面积较小,矿井涌水主要来自老窑积水,老采区C3L2

及新采区巷道顶板淋水,涌水量一般有18~148M3/h。1964年以后,矿井采掘面积不断扩大,矿井涌水量应有所增大,但由于历史原因,资料无法查找。到1991年,矿井已开采到±0水平,井下出水点81个,其中顶板C3L2灰岩涌水量29M3/h,底板O2灰岩出水点18个,涌水量1-4090M3/h。从1980年淹井后矿井涌水量统计资料看,突水量大于50M3/h,有5次,均在采掘过程中触动断层而引起O2灰岩突水。1991年以后,井下出水点12个,其中二1煤层顶板砂岩出水点6个,水量一般为5~10M3/h,最大15.6M3/h。小煤窑O2灰岩突水影响5次,突水量100~1790M3/h。从近10年来矿井涌水量数值得出,O2灰岩突水涌水量约占全矿井涌水量70%以上,顶板砂岩水约占7%以上,L2灰岩涌水量只占2%左右,充分证实O2灰岩突水严重威胁着矿井的安全生产。今后在采掘过程中,应对断层带附近及其周围小煤窑引起特别注意,以免发生突水事故。

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5 水害类型分析

5.1 矿井历史水害统计分析

矿井历史水害情况分析:

21985年以前,九矿主采煤层为一11和一2煤层,主要出水水源以O2、L2灰岩水

为主,其次为老窑水,断层水及潜水。1990年以来,主采煤层为二1煤,主要出水水源为山西组砂岩水,其次为周边小煤窑突水影响及断层水,出水方式以顶、底板裂隙突水与断层突水为主,突水原因主要是采掘、放顶等引起顶、底板裂隙发育带、顶底板破碎地段及断层带突水,根据九矿历年突水资料,九矿自1959年元月至2008年5月共发生水害事件105次,突水量大于500M3/时的突水8次,最大突水量为4090M3/时,主要为O2水和周边小窑矿突水影响,突水原因均为触动断层引起突水。

5.2 水害类型划分

迄今为止,突水类型的划分尚没有统一的标准,在以往的研究工作中,人们为了达到各自的研究目的,根据不同的研究方法和不同的分类标准,从突水的地点、时间、水源、突水通道以及突水量等因素来综合考虑,得出不同的突水类型划分方法。下面,根据各种水害类型划分方法对九矿水害进行分类和总结。 5.2.1 根据突水量的大小进行划分

1、特大型突水,Q≥1800M3/h;

矿井突水 2、大型突水,600M3/h≤Q<1800M3/h;

3、中型突水,60M3/h≤Q<600M3/h; 4、小型突水,Q<60 M3/h;

根据九矿历年水害资料统计:

突水量在Q≥1800M/h的有一次,1980年12月26 日南126工作面回采到F193

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断层处由于断层两边已采防水煤柱不足,造成岩层抗张强度减弱,使奥灰水顺断层带突入,最大涌水量4090M3/h。

突水量在600M3/h≤Q<1800M3/h的有一次,1998年8月26日因连降大雨,注浆中断造成地下水反压,O2水通过F924断层导入刘家沟小矿及九矿采空区,最大涌水量1774M3/h。

突水量在60M3/h≤Q<600M3/h的有十次,最大涌水量500.2M3/h。 突水量Q<60M3/h的属于突水的只有两次。

综上所述根据突水量的大小进行划分鹤壁九矿应属于特大型突水矿井。 5.2.2 突水机理与采掘工作面及矿山压力的关系划分

从突水机理与采掘工作面及矿山压力的关系出发,山东科技大学的高延法教授把煤矿突水分为三大类:

1、构造揭露型突水;

矿井突水 2、断层采动型突水;

3、底板破坏型突水; 裂隙通道型突水;

岩溶通道型突水;

构造揭露型突水:当采掘工作面接近或揭露含水构造时所引发的爆发型突水,突水量一般很大,这里的含水构造主要指断层,还包括岩溶陷落柱以及灰岩岩溶。

九矿属于构造揭露型突水的主要是巷道掘进揭露含水构造引发的突水现象。典型的突水案例是1988年3月,八300050上顺槽距断层5米处O2水突出,突水点标高+34.8米,突水水压10.2,突水量90M3/h。

断层采动型突水:采掘工作面揭露断层时并不导水,在工作面推进过程中,引发周围岩体的移动、变形,造成断层面的相对移动,底板岩溶水沿断层上升,发生滞后突水。

九矿属于断层采动型突水典型案例是1980年12月26 日南126工作面回采到F193断层处由于断层两边已采防水煤柱不足,造成岩层抗张强度减弱,使奥灰水顺断层带突入,的特大型突水,最大涌水量4090M3/h。

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