【正文】 采動(dòng)底板破壞帶深度，承壓水導(dǎo)升帶高度。 有效保護(hù)層帶（阻水帶）厚度計(jì)算。 h1=+ 或 h1=++ 或 h1= 式中： h1=底板導(dǎo)水破壞深度， m； L——工作面長(zhǎng)度， m； H——開采深度， m； α——煤層傾角，（ 176。 開灤趙各莊礦，以 1237和 2137兩個(gè)工作面，其采深 900m、 100m，煤厚 10m，分 5個(gè)分層開采。 含水層頂層至上部邊界的最大法線距離稱：含水層的原始導(dǎo)升高壓 h3，簡(jiǎn)稱承壓水原始導(dǎo)高。稱之為有效保護(hù)層帶或阻水帶。 巖層雖然受礦壓作用，或許有彈性甚至塑性變形，但人保持采前的連續(xù)性，其阻水性能未發(fā)生明顯變化。 Ts=P/（ ∑MmiCp） 式中： Ts——突水系數(shù)； P——水壓 Mpa； M——隔水底板各分層厚度， m； mi——各分層厚度換算系數(shù)； Cp——底板破壞深度， m； 四、煤層底板破壞 “ 下三帶 ” 理論 開采煤層頂板破壞產(chǎn)生 “ 三帶 ” 而煤層底板也存在 “ 三帶 ” ，即 “ 下三帶 ” ， “ 下三帶 ” 從煤層底面至含水層頂面分為： 第 Ⅰ 帶 ——煤層底板導(dǎo)水破壞帶（ h1） 底板破壞深度，存在 3種裂隙： 豎向裂隙 層向裂隙 剪切裂隙 3種裂隙主要影響因素是工作面得斜長(zhǎng)，開采方法，煤層厚度及傾角、采深和巖性有關(guān)。 西安煤科分院在上世紀(jì) 7080年代進(jìn)行了修正。臨界突水系數(shù) T。； r 當(dāng)實(shí)際水頭 Hsh＞安全水頭 Han時(shí)則不安全。Han=2Kpt/L178。 三、水體上開采突水機(jī)理 早期僅限于突水現(xiàn)象的表面描述和對(duì)突水資料歸類導(dǎo)出公式， 20世紀(jì) 40年代開始用力學(xué)觀點(diǎn)探討過突水機(jī)理。 帶壓開采 成本低，對(duì)環(huán)境危險(xiǎn)小，但技術(shù)復(fù)雜，有一定的風(fēng)險(xiǎn)。 二、水體上開采方案 長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)受承壓水威脅煤層的安全開采主要采取兩種方案。 水上威脅礦井?dāng)?shù)量和煤量 目前受水威脅的礦井約 300處，約占大型礦井的一半。峰值水量高達(dá)2050m179。 19561986年 30年間，淹井 222起，突水 1600次， 1318人喪生。 謝 謝 ！ 水體上開采技術(shù)與典型案例分析 煤炭科學(xué)研究總院 文學(xué)寬 研究員 一、水體上開采概況 水體上水害狀況 水體上水害約占礦井水害的一半。 結(jié)論 通過采取開采措施在孔集煤礦正常地質(zhì)采礦條件下，只需留設(shè) 70~80m高的防水煤柱就能保證用垮落法安全開采急傾斜煤層；用矸石充填法開采時(shí)，只需留設(shè) 30~40m的防水煤柱。 （ 3）由于實(shí)現(xiàn)了爆破放頂，留設(shè)的防水煤柱未發(fā)生過高的抽冒，因而煤柱上方?jīng)_積層水位沒有異常變化，工作面涌水量也沒有增加。同時(shí)，使頂板更大范圍產(chǎn)生崩開裂縫，從而加速了頂板巖層的變形、冒落，充填了部分采空區(qū)，對(duì)抑制防水煤柱抽冒過高和促使采動(dòng)引起的破壞影響由煤柱轉(zhuǎn)向頂板方面起到了一定的作用。為水體下安全開采頂板堅(jiān)硬難冒的急傾斜煤層取得了如下經(jīng)驗(yàn)。沒有頂板巖巷的爆破只能采取采前爆破。爆破范圍內(nèi)煤層已回采，且掩護(hù)支架已經(jīng)下放而形成的采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行。每?jī)删硭幉?1個(gè)電雷管，每排炮孔使用同時(shí)起爆的雷管，但排與排之間為微差起爆，延時(shí)起爆時(shí)間 130ms。爆破放頂藥卷的直徑 45mm，長(zhǎng) 500mm，重 800g。 （ 4）裝藥量及裝藥方式 炮孔孔徑為 58mm左右。 （ 3）炮孔數(shù)和排數(shù) 扇形炮孔的孔數(shù)和排數(shù)是由大密集系數(shù)確定的。 爆破石門沿工作面的回風(fēng)巷每隔 15m往煤層頂板掘進(jìn)；也可在頂板巖石里專門掘一條和回風(fēng)巷相平行的頂板巖巷，然后再沿頂板巖巷每隔 15m向回風(fēng)巷方向掘爆破石門。 （ 1）爆破巷道布置方式 爆破放頂工作，主要在爆破石門內(nèi)進(jìn)行。因此，為了在急傾斜煤層取得好的爆破放頂效果，如另外再開鑿爆破所需的自由空間，在技術(shù)上的難度比較大，且在經(jīng)濟(jì)上也不合算，只能在這種條件下借助爆破時(shí)巨大的沖擊力，擠壓頂板所對(duì)應(yīng)采空區(qū)里的松散煤體使其退移、壓實(shí)，以獲得爆破所需的補(bǔ)償空間，達(dá)到預(yù)期的爆破頂板的效果。對(duì)于急傾斜煤層的爆破放頂在淮南的孔集煤礦采用“中深孔擠壓爆破”進(jìn)行了試驗(yàn)研究。 中深孔擠壓爆破強(qiáng)制放頂 我國(guó)煤礦大都采用自然垮落法管理頂板，已達(dá)到安全開采的目的。 采后黃泥注漿 為解決部分工作面頂板（或煤層）局部導(dǎo)水裂縫帶發(fā)展過高的問題，保證下一小階段工作面的安全開采，可利用在地面施工的冒落孔對(duì)采空區(qū)進(jìn)行黃泥注漿，以封堵導(dǎo)水裂縫和固結(jié)采空區(qū)已冒落的煤矸，達(dá)到抑制防水煤柱抽冒和降低導(dǎo)水裂高的目的，并可起到防火作用?？准旱V用矸石充填法開采了 20多個(gè)厚和中厚煤層工作面，采出煤炭 80多萬(wàn) t。所謂超限出煤就是采出了規(guī)定回采范圍以外的煤炭，可用下式表示： △ Q=Q1— Q2 式中 △ Q—— 超限出煤量， t； Q1 —— 實(shí)際產(chǎn)量（統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量）， t； Q2 —— 允許煤量， t。制定了采出量與允許采出量的定期核算制度。具體參數(shù)是：工作面沿走向的連續(xù)回采長(zhǎng)度不小于 100m；第一水平第一小階段的段高不大于20m，以下各小階段采后的導(dǎo)水裂高發(fā)展情況而定，且一般也不應(yīng)大于 30m，下一小階段應(yīng)在上一小階段采后4~6個(gè)月回采。為了控制急傾斜煤層開采后煤柱的抽冒實(shí)現(xiàn)安全開采，采取了有效的開采技術(shù)措施。具有煤層厚、層數(shù)多、傾角大、煤質(zhì)松軟易于抽冒、部分煤層頂板堅(jiān)硬以及砂層含水豐富且與淮河水有直接水力聯(lián)系等特點(diǎn)，地質(zhì)和水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜。 1. 對(duì)開采區(qū)域上部采空區(qū)有積水的礦井，必須先排空采空區(qū)積水，方可進(jìn)行采掘活動(dòng)，否則不許生產(chǎn)； 2. 礦與礦之間要按 《 煤礦安全規(guī)程 》 規(guī)定留足礦界煤柱，礦井內(nèi)設(shè)計(jì)的其他各類保安煤柱，一定要嚴(yán)格保護(hù)，如有煤柱垮塌都應(yīng)及時(shí)維護(hù)，并停止出煤，更不能區(qū)偷采煤柱； 3. 對(duì)有水害危險(xiǎn)的礦井，一定要配備相應(yīng)的探訪水設(shè)備，對(duì)工作面有疑點(diǎn)的，應(yīng)采取“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”十六字原則和“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)治理措施； 4. 停產(chǎn)整頓煤礦在停產(chǎn)整頓期間，要嚴(yán)格按照制定的整改方案進(jìn)行整改，防止停而不改，利用整改之名違法出煤生產(chǎn)； 特大水害事故防范措施及建議 5. 煤礦必須依法生產(chǎn)，依法經(jīng)營(yíng)，要按照規(guī)定范圍開采，沒有“四證一照”的礦井不得開采； 6. 認(rèn)真落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，杜絕違章指揮、違章作業(yè)、煤礦企業(yè)的礦長(zhǎng)及其他管理人員，一定要牢固樹立“安全第一、預(yù)防為主”的思想，要嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度，有事故隱患及主要危險(xiǎn)源存在的礦井，發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)整改，把事故消滅在萌芽之前； 7. 礦井要按核定的生產(chǎn)能力生產(chǎn)，不得超能力生產(chǎn)。 四、特大水害礦井透水量的計(jì)算 該礦歷年所產(chǎn)煤炭共約 38萬(wàn)噸，煤的視密度為 ，采空區(qū)充水系數(shù)按 1計(jì)算（因采后頂板不冒落），據(jù)專家組計(jì)算采空區(qū)體積約 20萬(wàn) km3，巷道容積約 5萬(wàn) km3，因此該礦透水量約 25萬(wàn) km3。 三、水害礦井透水水源的認(rèn)定 該礦發(fā)生透水后， +262m平硐水流突然斷流，據(jù) 8月 12日 22時(shí)觀測(cè)，水位降至 +，水位下降 ， 8月 10日23時(shí)在原四望嶂一礦明斜井觀測(cè)，原 +262m水位線痕跡明顯，實(shí)際水位已降至 +，水位下降 ，水很臭；說(shuō)明此次突水水源為 +262m至 180m水淹區(qū)水。 該區(qū)域離 F16斷層較近，小斷層發(fā)育、煤層傾角大易抽冒 據(jù)水害礦井生產(chǎn)資料證實(shí)，東翼 400m石門以東 150m處距離 F16斷層僅 100m左右， F16斷層為逆斷層，斷距 90m，該處 290m水平的四煤小斷層發(fā)育，煤層比較松散，且此處四煤傾角是全礦井最大的地方，平均煤層傾角達(dá) 75o左右，近似直立，易抽冒。 二、透水地點(diǎn)的認(rèn)定 專家分析認(rèn)定，水害事故的透水點(diǎn)在礦井東翼 400m石門東 150m附近的 290m水平四煤層，其主要依據(jù)是： 事故前該區(qū)域開采強(qiáng)度大 礦井西翼小斷層發(fā)育，且瓦斯較大，煤層較硬，開采規(guī)模不大；礦井中部煤層厚度較薄，不便于開采；而礦井東翼煤層傾角大（ 60o～ 80o）、厚度大、煤層松散、易塌落，是該礦的主要采煤區(qū)，而且開采強(qiáng)度一直很大。 一、煤層抽冒調(diào)查情況 據(jù)礦井生產(chǎn)資料顯示，水害事故礦井東翼 290m石門東側(cè)四煤厚度 3～ 4m，傾角大約 75o，較松散，小斷層發(fā)育，易發(fā)生抽冒，在 290m水平石門東側(cè)約 35m處，四煤回采曾發(fā)生抽冒；在同一位置 320m水平石門以東 2個(gè)反眼，反眼長(zhǎng)約 100m和 360m水平暗斜井以東 4個(gè)反眼，四煤也均發(fā)生了抽冒，此外，東翼 400m石門以東 150m處，也發(fā)生過四煤大規(guī)模抽冒，其抽冒煤量約 3000t，抽冒后，在 360m水平巷道向下能看見寬 8m、深 10m的大坑，向上可看見 2～ 3m的抽冒帶， 2～ 3個(gè)月后，該地點(diǎn)再次發(fā)生抽冒，原塌陷大坑被抽冒的四煤所充填，且塌陷的煤較潮濕。 特大水害事故的原因分析 經(jīng)調(diào)查和專家組技術(shù)鑒定，認(rèn)定在主井東翼四煤 400m石門以東 150m附近，由于煤層傾角大（ 75度左右）、厚度大（ 3～4），小斷層發(fā)育，煤質(zhì)松散易塌落， 400m以上各水平在生產(chǎn)過程中煤層均發(fā)生過嚴(yán)重抽冒。 六、特大水害事故的分析 事故類別是一起透水事故，主要依據(jù)是： ① 2022年 8月 7日 14時(shí)，主井被淹至 +245m，突水量大且迅猛； ② 事故發(fā)生后， +262m平硐水流突然斷流， 8月 12日 22時(shí)，+262m平硐水位為 +，水位下降 ，說(shuō)明 180m以上老空水淹區(qū)的積水潰入大興煤礦。 制訂了 《 搶險(xiǎn)排水總體方案 》 ，形成了“強(qiáng)排、封堵、多點(diǎn)、防滲”的綜合搶險(xiǎn)排水工作方案，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件具體細(xì)化，科學(xué)論證，組織分步實(shí)施，取得積極的效果。省政府主要領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)，組織搶險(xiǎn)救災(zāi)工作，立即成立大興煤礦特大透水水害事故現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援指揮部，迅速啟動(dòng)重特大安全事故應(yīng)急預(yù)案。 五、搶險(xiǎn)救災(zāi)經(jīng)過 大興煤礦特大透水水害事故發(fā)生以后，黨中央、國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)同志做出重要批示，要求全力以赴搶救被困人員，并保證搶險(xiǎn)救災(zāi)人員的安全。 14時(shí)，水已漲至離主井口 80m（斜長(zhǎng)），此時(shí)水位為 +245m。 四、水害事故發(fā)生經(jīng)過 2022年 8月 7日 13時(shí) 13分左右，大興煤礦上部水淹區(qū) 290m標(biāo)高防水煤巖柱被破壞，發(fā)生透水，透水發(fā)生后，主、副井井筒均有霧氣冒出，出現(xiàn)反風(fēng)現(xiàn)象。 積水區(qū)下部的煤炭開采形成 2022年 5月大興煤礦（原永豐煤礦）委托北京煤炭設(shè)計(jì)研究院編制完成了 《 永豐煤炭延深方案設(shè)計(jì) 》 和 《 防水閘墻施工計(jì)算咨詢 》 ，該設(shè)計(jì)從 180m水平至 290m水平留設(shè)垂高 110m防水隔離煤柱，延深開采積水區(qū)下深部煤炭資源。 排水系統(tǒng) 大興煤礦深部正常涌水量 150m3/h，最大涌水量 200m3/h；礦井分三級(jí)排水，480m水平的水先排到 290m水平，再由 290m水平分別排到 55m水平和 +42m水平，分別通過主、副斜井排至地面。 提升運(yùn)輸系統(tǒng) 大興煤礦采用三級(jí)提升，井下平巷采用人力推車； 480m水平煤炭通過第二級(jí)暗斜井提升到 290m水平，由第一級(jí)暗斜井分別提升到 55m水平或 +42m水平，再由主、副井分別提升到地面；材料和設(shè)備下放與煤炭運(yùn)輸方向相反。風(fēng)井由地面 +282m至+75m水平；第一級(jí)暗斜井 +75m水平至 55m水平，第二級(jí)暗斜井 55m水平至 290m水平。主斜井由地面 +282m至－ 55m水平，第一級(jí)暗斜井由 55m水平至 290m水平，第二級(jí)暗斜井由 290m水平至 480m水平。七煤厚度 0～，平均 ，靠近 F16斷層附近煤層厚度變大，上距四煤平均距離為 ；四煤平均厚度為 ～ ，平均厚度為，中間夾兩層火成巖侵蝕層，厚 ～ ，上距三煤平均間距 ；三煤厚度為 ～ ，平均厚度為 。以上部水淹區(qū)估算積水體積為 1500萬(wàn)～ 2022萬(wàn)立方米，對(duì)礦井開采形成極大威脅。平均