防治水论文 - 图文(7)

2019-03-27 23:24

底板破坏型突水:分为两种情况,一是底板隔水层较薄,节理和裂隙比较发育,当回采工作面推进一定距离时,造成煤层底板裂隙扩展破坏而突水,二是煤层底板灰岩中有岩溶通道,回采工作面推进过程中,引发岩溶顶部岩层破坏踏落,剩余隔水能力不足,从而发生底板破坏突水,这种突水一般突水量很大,这也是以往没有引起人们足够重视的一种突水方式,一般不会被发现,只有发生突水后,为堵水打注浆钻时,才有可能打到灰岩溶洞,其概率较小。少数情况下发现后,一般仅认为是灰岩岩溶发育,没有充分认识到底板突水是由于岩溶塌陷造成的。

根据底板破坏型突水九矿属于底板裂隙通道型突水的典型案例是1977年8月223工作面在回采过程中的底板O2突水,水位标高+144米,突水水压15.4,突水点距含水层36米,突水水量24M3/h。 5.2.3 根据突水水源进行划分

在由中国统配煤矿总公司编制的《煤矿水害事故典型案例汇编》中,根据突水水源进行划分:

1、地表水体突水;

2、冲积层水突水;

矿井突水 3、砂岩含水层突水; 4、薄层灰岩水突水; 5、厚层灰岩水突水;

根据中国统配煤矿总公司编制的突水水源进行划分鹤壁九矿没有地表水体突水、砂岩含水层突水、薄层灰岩水突水,砂岩含水层和薄层灰岩水只属于涌水或淋水。只有冲积层水和厚层灰岩水通过老空和周边小煤窑和断层突水。

第三系鹤壁组砾岩水为九矿冲积层水,只有在开挖新井时井筒有少量涌水,水量多数在2~3M3/h之间只要及时排水,对矿井生产危害很小。典型案例为79年萁斗打井期间连续穿越砾岩含水层的三次出水事件都不属于突水。突水事件只有一次,在+15南大巷A23测点南18.4米处,聚集在老巷中的砾岩水由于水压过大造成突水,突水量500 M3/h,冲毁密闭砖墙和4架棚梁。

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厚层灰岩水是九矿威胁最大的水害类型,九矿的厚层灰岩水是中奥陶统(O2)灰岩含水层,属岩溶裂隙含水层,据区域资料,厚约600m,在西北太行山区有广泛出露。祥查勘探时有3孔揭露该层,揭露厚度6.00~15.73m,1301、1507孔钻进该含水层时严重漏水,均在O2顶界面下约11m处;区外浅部0903孔钻进至O2顶界面下11.80m时,开始涌水(水位高出地面3.75 m); 0502孔水位标高为137.34m,单位涌水量0.487L/s2m,渗透系数1.688m/d,水化学类型HCO3-Ca?Mg和HCO3-Ca,矿化度0.251g/L,Ph值7.45,属中性水,说明O2上部风化壳裂隙岩溶发育,其导水、富水性较好。

根据历史统计资料,出水量在70M3/h以上的有9次,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。

5.2.4 根据水害模式进行划分

从水害模式出发,可以将矿井出(突)水分为以下几类:

砾岩水 1、第四系冲积层水 砂岩水

S10煤顶板砂岩含水层 2、砂岩含水层水 S11煤顶板砂岩含水层

S12煤顶板砂岩含水层

矿井水害 采空区水

3、老窑水 周边小煤窑水 二灰含水层出水 4、薄层灰岩水 八灰含水层出水 5、厚层灰岩突水 ---- 奥灰含水层突水 6、断层水

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通过对历史突水资料的统计分析,根据水害模式进行划分九矿水害类型有第四系冲积层水、砂岩含水层水、老空水、薄层灰岩水、厚层灰岩突水、断层水、六种水害类型。

各类水害隐患分析如下: 一、第四系冲积层水

按照水害模式划分九矿第四系冲积层水包括,第三、四系砂、砾石(岩)含水层(组),主要由砂、砾石(岩)组成,厚66.32~229.5m,属孔隙裂隙含水层(组) ,多呈透镜状。孔隙发育,含孔隙潜水或孔隙承压水,泉水流量0.221~0.869L/s;水位随季节变化较大,幅度为1~20m/年。

根据九矿井下突水台账记录九矿发生第四系冲积层水害共计10次,包括一次由砾岩水流入老空造成老空突水,两次砾岩与砂岩混合出水,其余均为打井涌水或近地表巷道掘进涌水。

由于第四系冲积层水对矿井安全生产危害较小,另外随着矿井开采深度的增加第三、四系冲积层水害已成为矿井次要水害类型。

二、砂岩含水层水

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表5-1矿井突水情况一览表

编突水时间 号 1 2 1975年1月 1979年5月 119下顺槽北头 下223探巷头 地点 标高 80 -8 突水涌水量M/H 20 20 顶板淋水 打钻出水 工作面放3 1980年11月 123-2工作面 南126下顺槽煤4 1980年12月 眼 5 6 7 8 9 10 1985年11月 1988年3月 1988年8月 1989年 4月 年 月 年 月 副井一水平 30050上顺槽 30050上顺槽 31010工作面 15南大巷A23 北大巷水闸门 15泻水巷里段 15北大巷 15泻水巷 15采区 2505工作面 2505工作面 2505工作面 2505工作面 2504工作面 90 21 水 90 70 50 500 348.1 351 417.3 119.2 100 19 25 29.8 26.7 35.8 底板裂缝 底板裂缝 出水 密闭冲坏 周遍煤窑 顶板淋水 周遍煤窑 周遍煤窑 周遍煤窑 顶板淋水 顶板淋水 顶板淋水 顶板淋水 顶板淋水 40 淹井 水 吃水孔跑O2 O2 O2 老空 砂岩水 O2 O2 O2 O2 O2 砂岩水 砂岩水 砂岩水 砂岩水 砂岩水 36 39 39 5 1 28 70 顶 断层带突O2 36 O2 36 砾岩水 O2 3突水-含突水类型 突水水源 水层 36 突水-断层 F902-27 11 1996年11月 12 1997年5月 13 1998年8月 14 1998年8月 15 16 年 月 年 月 17 2003年9月 18 2004年2月 19 2005年3月 30

九矿的砂岩含水层水包括山西组S10、S11、S12三个主要含水层,是二1煤顶板的的直接充水含水层。山西组砂岩含水层组位于二1煤上1.96~9.97米,平均间距5.27米,厚2.61~36.95米,平均厚16.64米,属孔隙、裂隙承压水。是二1煤顶板直接充水含水层,也是二1煤层回采期间最主要的长期充水水源。根据我矿历年开采资料,二1煤顶板砂岩含水层共发生出水13次,突水量为3~29.8M3/h。根据观测资料,顶板砂岩含水层出水点一般在4~8个月后水量明显减小,个别出水点干枯。该含水层原静止水位在+15水平以上(+15新大巷揭露),现水位已以降到-150水平以下(23032工作面揭露),由此证明,二1煤层顶板砂岩含水层富水性弱,水量不大易于疏干。水位随开采深度的增加而降低。

根据历史资料统计,山西组砂岩水共计出水15次,出水水量主要在10~25M3/h之间,出水形式多数为顶板淋水。出水规律多数由小到大,到稳定,再到无,在工作面或掘进头出水时只要排水及时一般对生产影响不大。

例如:2003年1月17日在2505工作面由于回采后大顶(老顶)冒落直接导通S10砂岩含水层造成顶板及下顺槽淋水。起初老塘裂隙不发育,S10砂水从反风眼流出,随着采面的推进顶板冒落面积的增加老塘裂隙发育S10砂水由老塘进入。其最大涌水量19M3/h稳定涌水量10M3/h由于采取措施及时没有对生产造成大的影响。

三、老窑水

根据水害模式进行划分九矿的老窑水包括,周围小煤窖出水和采空区积水。 近年来,由于周边小煤窖的乱采滥掘,破坏防水煤柱等,多次造成突水事故,给九矿安全生产带来很大威胁。我矿现周边生产的小煤矿有2对,其中昌泰矿:位于九矿南翼下夹煤地区,该矿巷道与我矿+15水平南大巷、配风巷及老空区有直接通道。现该矿井主要出水水源为井筒淋水,由于该矿开采下夹煤,该煤层距O2灰岩含水层较近,采掘活动期间一旦揭露断层极有可能造成突水事故而威胁我矿。鸿起矿:位于大吕寨村西南处,与我矿南部边界相邻,主要出水水源为老空水,该矿巷道与我矿历史上有直接通道。另外还有废弃小煤窑八对。从出水类型与出水水量关系图可以看出九矿周边小煤窑出水共发生五次,突水量都非常大危害性强属于重点防范水害类型。

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