安全工程學(xué)yjs05單招-資料下載頁(yè)
2025-01-17 13:47本頁(yè)面
【正文】 計(jì)正常涌水量 15Om3/h， 最大涌水量2Oom3/h， 1999年 11月 ， 原四望幢礦務(wù)局井田由于小煤窯開(kāi)采破壞 ， 降水量大 ， 礦井排水能力不足 ， 造成各礦生產(chǎn)采區(qū)被淹 ， 井下巷道大量積水 。 為了保證正常生產(chǎn) ，各礦均在 180m水平以上各水平構(gòu)筑了井下堵水間墻 ， 6對(duì)礦井共構(gòu)筑 99處堵水閘墻 ， 使 180m水平以上老空區(qū)逐步充滿礦井水 ， 從 262m平硐溢出 ， 形成水淹區(qū) 。 該礦從 180～ 29Om水平留設(shè)垂高 1lOm防水安全煤柱 ， 延深開(kāi)采水淹區(qū)下深部煤炭資源 。 2 突水過(guò)程與特征 礦井東翼 400石門(mén)以東 150240m范圍內(nèi)， 4煤厚度，傾角大 (750左右 )，由于距 F16逆斷層較近 (F16斷層為逆斷層，斷距 9Om)，小斷層發(fā)育，煤層比較松散，平均煤層傾角達(dá) 750左右，近似直立，易發(fā)生垮落。在2022年 3～ 4月，發(fā)生過(guò) 4煤大規(guī)?？迓?，其垮落煤量約3000t，垮落后，在 360m水平巷道向下能看見(jiàn)寬 8m、深lOm的大坑，向上可看見(jiàn)高 2～ 3m的垮落帶，并有滴水現(xiàn)象。 2～ 3個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)原塌陷大坑己被垮落的 4煤所充填，且塌陷的煤較潮濕。 另?yè)?jù) 2022年 6～ 7月礦井東翼 4煤采掘工程剖面圖 (圖2)，可明顯看到在 400m水平第 5反眼處己形成了發(fā)育至29Om水平以上的垮落帶。以上證實(shí)在 400m石門(mén)以東150～ 240m范圍的 4煤在 290m以下各水平開(kāi)采時(shí)都發(fā)生了大量的垮落現(xiàn)象，使 290～ 180m防水安全煤柱被破壞，導(dǎo)通了 180～ +262m水平的水淹區(qū)，造成上部水淹區(qū)的積水大量潰人大興煤礦，導(dǎo)致事故的發(fā)生。 20220807T13:15， 大興煤礦主井突然停電 ，推斷突水時(shí)間應(yīng)在 20220807T13:13左右 ， 突水發(fā)生后 ， 主 、 副井井筒均有霧氣冒出 ， 出現(xiàn)反風(fēng)現(xiàn)象 。 13時(shí) 30分 ， 水己漲至 290m水平西三暗斜井 281m處絞車(chē)房 ， 突水量達(dá) m3， 此段時(shí)間的突水強(qiáng)度約為 m3/min。14時(shí) ， 水己漲至離主井口斜長(zhǎng) 80m， 此時(shí)水位為 +245m， 此時(shí)間段突水量約 m39。， 突水強(qiáng)度約為 6333/min，礦井總透水量約為 25萬(wàn) m3。 據(jù)物探報(bào)告，在大興礦區(qū)內(nèi)的物探低阻異常只有一個(gè)，推斷為本次突水通道，其位置處在 180～ 290m水平靠近 F16斷層附近，形狀為上窄(90m)下寬 (140m)的倒喇叭形 (圖 3)。物探結(jié)果與突水情況、地質(zhì)構(gòu)造的位置與性質(zhì)基本對(duì)應(yīng)，與分析圈定的重點(diǎn)異常區(qū)域吻合。 3 突水影響因素及機(jī)理分析 分析上述 4煤垮落過(guò)程 ， 防水安全煤柱垮落形成透水柱體通道的主要影響因素有以下 4個(gè)方面 。 1) 地下水的作用與影響 從 +262～ 180m水平的積水對(duì)防水安全煤柱形成 力無(wú)疑是此次垮落及突水通道形成的主要?jiǎng)恿?， 除此之外 ， 地下水還有以下作用與影響 。 (1)地下水對(duì)巖層強(qiáng)度與有效應(yīng)力的影響 (2)地下水的水 巖化學(xué)作用的影響 2) 構(gòu)造發(fā)育處采動(dòng)礦壓的作用與影響 采煤時(shí)的初次來(lái)壓以及礦壓 ， 不僅使頂 、 底板破壞 ，而且也是形成頂板垮落的主要?jiǎng)恿?， 特別是在斷層附近 ，頂 、 底板破壞形成的 三帶 高度會(huì)顯著增大 。 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試資料顯示 ， 在正常巖層條件下底板破壞深度達(dá)， 而在斷層帶該深度達(dá)到 ， 同樣在頂板也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的成倍增長(zhǎng)的情況 。 此次突水通道靠近 F16斷層 ，小斷層發(fā)育 ， 防水安全煤柱上部開(kāi)采會(huì)形成底板破壞 ，下部開(kāi)采又會(huì)形成頂板破壞 ， 這樣原來(lái)垂高 1lOm防水安全煤柱減去頂?shù)装迤茐膸Ц叨?， 理論上隔水層厚度僅為50m， 實(shí)際上經(jīng)過(guò)多次垮落隔水層厚度不到 l5m， 此時(shí)的突水系數(shù)高達(dá) ， 突水在所難免 。 3) 急傾斜厚煤層的作用和影響 該礦井東翼 400m石門(mén)煤厚達(dá) 3～ 4m， 傾角高達(dá) 750左右 ， 近似直立 ， 較松散 ， 小斷層發(fā)育 ， 極易發(fā)生抽冒 。從 2OO4年到透水淹井前 ， 在東翼 4OOm石門(mén)以東 400m以上各水平都在出煤 ， 且出煤量較大 ， 煤層抽冒現(xiàn)象嚴(yán)重 。 4) 防水安全煤柱自重重力的作用與影響 180m～ 290m水平垂高 1lOm防水安全煤柱本來(lái)是起抵抗 水 壓 的 作 用 ， 但 其 自 重 形 成 的 重 力 為， 卻成為頂板垮落的主要?jiǎng)恿?，此外 ， 在其他因素的影響下 ， 防水安全煤柱強(qiáng)度的減弱也將是透水形成的原因之一 。 突水機(jī)理 從 +262～ 180m水平的積水對(duì)防水安全煤柱形成 ， 180～ 290m水平垂高 1lOm防水安全煤柱自重形成的壓力為 ， 總壓力為 (圖 4)，因此突水系數(shù)為 ， 正常條件下不會(huì)發(fā)生突水 。 但在多種因素的影響下 ， 在斷層破碎帶處 ， 極傾斜煤層的嚴(yán)重抽冒 ， 使防水煤柱的隔水層厚度不斷減小 ， 突水系數(shù)不斷增大達(dá)到臨界突水系數(shù)而導(dǎo)致突水 。 綜上所述 ， 發(fā)生此次突水事故的機(jī)理可歸納為 :在上部水壓 、 采動(dòng)礦壓 、 煤層自重 、 地下水的聯(lián)合作用下 ，在小斷層發(fā)育 、 陡傾角大厚度煤層且煤質(zhì)松散易抽冒的特定地質(zhì)環(huán)境下 ， 由于超強(qiáng)度開(kāi)采 ， 一旦關(guān)鍵層失穩(wěn) ，破碎的煤巖體沿垂向固有構(gòu)造裂隙面向上塌落 ， 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 。但隨著采煤工作面的不斷擴(kuò)大 ， 自然平衡拱被再一次打破 ， 坍塌繼續(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)生透水 。
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