淺析采煤工作面斷層處災(zāi)害機(jī)理及防治采礦工程畢業(yè)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 9。39。 圖 5 受裂隙帶影響的頂板下沉量 △ h = ? =（ m） 所需支架最大高度 maxH 按下式求得： max maxHM? 公式（六） 式中： maxM ——煤層最大采高， m。 2）綜采放頂煤時(shí)頂煤必然軟弱破碎，因此支架初撐力應(yīng)比一般掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式大些。 煤礦生產(chǎn)中的采掘活動(dòng)，都是在煤層之內(nèi)和附近進(jìn)行的，所以揭露較大的斷層機(jī)會(huì)不多，而 30m 斷距以下的小 斷層是經(jīng)常遇到的，據(jù)分析礦區(qū)底板突水事例，其中接近斷層或接觸斷層發(fā)生突水占 80%,斷層的存在往往為突水 創(chuàng)造了條件。 2022 年廣東興寧大興煤礦工作面特大突水，其突水機(jī)理為： 防水煤柱受斷層裂隙帶底板含水層頂板含水層斷層破碎帶的影響，在上部水壓、采動(dòng)礦壓、煤層自重、地下水的聯(lián)合動(dòng)力作用下，破碎的巖體沿垂向固有構(gòu)造裂隙面向上塌落形成橢圓形柱體，待形成自然平衡拱后塌陷垮落停止，上覆巖層得到暫時(shí)穩(wěn)定；隨著采煤工作面的不斷擴(kuò)大，自然平衡拱被再一次打破，橢圓形柱體內(nèi)的垮落繼續(xù)向上發(fā)展，直至最后的關(guān)鍵層破壞或破碎達(dá)到臨 界突水系數(shù)而發(fā)生突水 ． 2022 年 12 月 16 日 5 時(shí) 15 分，河北省金能集團(tuán)井陘礦務(wù)局臨城煤礦發(fā)生突水，造成全礦井淹沒。 ④ 斷層已被巷道揭露或穿過，暫時(shí)沒有出水跡象，但由于隔水層厚度和實(shí)際水壓已接近臨界狀態(tài)，在采動(dòng)影響下，有可能導(dǎo)致斷層活化并引起突 水，需要探明在深部其 是否已與強(qiáng)含水層或底板水導(dǎo)升高度相連通時(shí)。 ② 斷層帶的充填物、充填程度、膠結(jié)物和膠結(jié)程度，斷層兩盤外帶裂隙、巖溶發(fā)育情況及其富水性。鉆 3 個(gè)孔。 2022 年采用礦井瞬變電磁法先后對(duì)皖北煤電有限公司任樓煤 礦、祁東煤礦、安徽恒源煤電股份有限公司、山東棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司等煤礦煤層頂、底板富水構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)，和以往沒采用該方法相比大大減少鉆孔數(shù)量，降低成工 作 面鉆 場(chǎng)上 部 巷 道鉆 孔本，為煤礦防治水工作提供可靠地質(zhì)資料，避免工作面煤層底板突水事故發(fā)生。 ① 當(dāng)煤層頂板或底板中有含水層時(shí)，可考慮把 準(zhǔn)備 巷道 提前掘出、把巷道 布置 在底板含水 巖層中，進(jìn)行疏放含水層水。注漿堵水就是將水泥漿或化學(xué)漿通過管道壓入井下巖層空隙、裂隙或巷道中，使其擴(kuò)散、凝固和硬化，從而巖層具有較高的強(qiáng)度、密直徑27 3土層隔水層放水硐室直徑11 0礫石直徑10 8篩管直徑不小于20 0巷 道抽水鉆孔含 水 層實(shí)性和不透水性，達(dá)到封堵截?cái)嘌a(bǔ)給水源 和加固地層的作用，是礦井防治水害的重要手段之一。 注漿過程中應(yīng)特別注意堵漿、跑漿及冒漿，對(duì)待不同情況采取相應(yīng)措施。 說明： （ 1） 綜合應(yīng)用兩種技術(shù)，可以使排水效果更好。尤其是中小型地質(zhì)構(gòu)造及構(gòu)造尖滅端突出集中分布，如十二礦 160采區(qū)受牛莊逆斷層尖滅端的影響，己 15－ 17—16101采面掘進(jìn)時(shí)發(fā)生 10次突出。實(shí)施以后可使較大范圍煤層消除突出危險(xiǎn)性的措施，稱為區(qū)域性防突措施；實(shí)施以后可使局部區(qū)域（如掘進(jìn)工作面）消除突出危險(xiǎn)性的措施稱為局部防突措施。 ④ 開采 保護(hù) 層時(shí)，應(yīng)同時(shí)抽放被 保護(hù) 層的瓦斯。、封孔長(zhǎng)度 7～ 10 m、爆破孔距工作面距離 13～ 15 m。 其他技術(shù)不再論述。一些老煤礦井下使用的通風(fēng)、提升運(yùn)輸和防爆電器等設(shè)備，許多還是上個(gè)世紀(jì) 60 年代的產(chǎn)品，不能保障安全。 。多年來，由于行業(yè)管理弱化，煤炭生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)困難，企業(yè)安全投入欠帳很多，據(jù)對(duì) 45 戶國有重點(diǎn)煤礦和 125 戶地方國有煤礦的調(diào)查測(cè)算，全國國有煤礦安全欠帳約 505 億元。 具體布孔方法：利用工作面回風(fēng)巷，向回采工作面切眼方向打迎面平行鉆孔，鉆孔方式為雙排三花眼式，如圖 11 示。其參數(shù)為：爆破孔長(zhǎng)度 30 m、直徑 73 mm，鉆孔傾角 1176。 ② 選擇突出危險(xiǎn)性低的煤層，開采該層時(shí)，也要采取必要的防突措施。 因此，我們采取防治措施時(shí)，應(yīng)從 開 “通路”和 絕 “氣源” 的角度 出發(fā)。近幾年采煤工作面發(fā)生突出的次數(shù)有明顯增多的趨勢(shì)。 2Q r AHn?? 公式（七） 式中： Q ——漿液注入量， m3； r——漿液擴(kuò)散半徑， m； n——裂隙率， %； H——注漿段 高， m； ? ——漿液在裂隙內(nèi)有效充填系數(shù)， ～ ； A ——漿液消耗系數(shù)，一般取 ～ 。注漿壓水目的在于將裂隙中松軟的泥質(zhì)充填物推送到注漿范圍以外，從而提高注漿質(zhì)量和堵水效果 ，見表 4。 圖 9 打入式過濾器 圖 10 直通式放水鉆孔 ③綜合運(yùn)用以上兩種疏放技術(shù)，稱聯(lián)合疏放。 （二） 斷層處突水防治措施 目前的防治措施主要有疏放降壓技術(shù)、礦井注漿技術(shù)。 圖 7 鉆孔布置圖 圖 8 上部巷道布置鉆場(chǎng) 3）為了提高鉆探的效率和準(zhǔn)確性，減少盲目的鉆探帶來的損失，應(yīng)積極采用科學(xué)的探測(cè)方法配合鉆探。 （ 3） 鉆孔布置 探水作業(yè)前必須認(rèn)真學(xué)習(xí)《 煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，安全操作。 ⑩ 工作面上方隔水層較薄，而地表有水體時(shí) 。 ② 工作面前方或附近預(yù)測(cè)有斷層存在，但其位置和含 (導(dǎo) )水性不清，可能發(fā)生突水事故時(shí)。 圖 6 工作面斷層處突水機(jī)理 斷層的存在，并不意味著遇斷層馬上突水。 …………… 過去 20 年間，我國 250 多對(duì)礦井突水被淹。 1）放頂煤的采高大，等于割煤和放頂煤的高度之和，垮落和裂隙帶上移，遇到斷層之后，頂板控制難度加大。DL ——最大控頂距（采煤后未移架時(shí)的控頂距）， m； H ——裂隙帶老頂斷塊觸矸處的下沉量， H 可以通過下列公式進(jìn)行計(jì)算：1( 1 ) ( 1 )iz li liH M h K h K?? ? ? ? ??。39。39。03P ，則 239。 設(shè)平衡直接頂巖梁重量所需的支架初撐力為 39。見示意圖 4。 二、 壓垮型冒頂?shù)目刂拼胧? ①可以用下式 （一） 來判別進(jìn)入裂隙帶的老頂巖層。 預(yù)防這類冒頂，可綜合采取以上兩種類型的防治措施。 以上措施正是綜采工作面控頂設(shè)計(jì)中有關(guān)預(yù)防壓垮型冒頂?shù)闹匾瓌t 。在采煤機(jī)落煤后，如果支護(hù)不及時(shí)，端面距過大，這類游離巖塊可能突然冒落砸人，造成冒頂事故。
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