水體上開采技術(shù)與典型案例分析-在線瀏覽
2025-06-18 06:21本頁面
【正文】 3. 3 等效隔水層厚度概念 上述公式中只考慮了底板隔水層厚度而未考慮底板隔水層是由不同性質(zhì)的巖層復(fù)合而成，且不同巖石有著完全不同的力學(xué)性質(zhì)和抗水壓能力。為此，提出了等效隔水層厚度的計(jì)算公式： 3. 4 巖石強(qiáng)度比值系數(shù) 確定有效隔水層厚度的關(guān)鍵在于如何確定不同性質(zhì)巖層的強(qiáng)度比值系數(shù)。根據(jù)邯鄲地區(qū)的現(xiàn)場壓水試驗(yàn)資料獲得了表 22斫列的強(qiáng)度比值系數(shù)。 3. 6 新突水系數(shù)計(jì)算公式的判別標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)把底板隔水層劃分為多個(gè)帶，并把突水系的計(jì)算公式改進(jìn)之后，原來建立在統(tǒng)計(jì)意義上的臨界突水系數(shù)巳經(jīng)不適用于新的計(jì)算公式。突水系數(shù)的計(jì)算公式修正后，相應(yīng)的突水系數(shù)判別指標(biāo)也應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。 因此，作用于底板隔水層的水壓力成為 新突水系數(shù)計(jì)算公式的判別標(biāo)準(zhǔn)。 從圖 221，真正作用于有效隔水層帶底部的水壓力是導(dǎo)升水的殘余壓力 pc，而非含水層的原始壓力 p0；如果采用新的有效隔水層計(jì)算突水系數(shù)，對應(yīng)的水壓應(yīng)該采用殘余壓力 pc。 . 底板突水事故分析 我國煤礦主要底板突水事故見表 23。 上述現(xiàn)象表明： （ 1）發(fā)生底板突水的核心因素是礦壓破壞帶與高壓水導(dǎo)升帶之間是否相互溝通，而不是作用在底板有效隔水層單位厚度中殘余水壓力的大小； （ 2）殘余水頭壓力巳經(jīng)非常小，僅在這一殘佘水壓的作用下很難鼓破一定的有效隔水巖柱而發(fā)生突水。 由此可見，準(zhǔn)確查明礦壓破壞帶和導(dǎo)升斷裂帶厚度是預(yù)測底板突水條件的關(guān)鍵因素。 4. 煤層底板 “ 下三帶 ” 破壞 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 ” 。 第 Ⅱ 帶 ——保護(hù)層帶（ h2） 巖層保持采前的完整狀態(tài)及其原有阻水性能基本不變的部分，位于第 Ⅰ 、 Ⅲ 帶之間?？善鸬阶杷Ｗo(hù)作用。 4. 3 第 Ⅲ 帶 ——承壓水導(dǎo)升帶（ h3） 承壓水可沿含水層頂面以上隔水巖層中的裂隙導(dǎo)升，導(dǎo)升承壓水的充水裂隙分布的范圍稱為承壓導(dǎo)升帶。據(jù)煤礦安全手冊：灰?guī)r水的導(dǎo)升高度一股為 37m。 開灤趙各莊礦，以 1237和 2137兩個(gè)工作面，其采深 900m、1000m，煤厚 10m，分 5個(gè)分層開采。雙端堵水器由兩個(gè)起脹膠囊和注水探管組成?？刂婆_也是對應(yīng)兩個(gè)：起脹控制臺和注水控制臺。注水控制臺，注水管路和雙端堵水器的注水探管相連通，構(gòu)成一個(gè)控制和觀測巖層導(dǎo)水性的注水觀測系統(tǒng)。在回采工作面周邊的適當(dāng)位置，向采空區(qū) 上方打仰斜鉆孔，該鉆孔要穿透覆巖導(dǎo)水裂隙帶，并進(jìn)入其上方的彎曲帶一定距離，一般 5～ 10m則可，該鉆孔就是導(dǎo)高觀測鉆孔。使用雙端堵水器，由孔口起自下而上逐段（每段 1米）測試每段巖層的導(dǎo)水性能，一直測試到孔底 實(shí)測到的透水巖層的最大高度，就是采場覆巖的導(dǎo)水裂隙帶高度。起脹控制臺和注水控制臺的一端 分別連接起脹管路和注水管路，另一端則連著高壓水源。 底板導(dǎo)水破壞深度 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法 根據(jù)大量實(shí)測資料，用實(shí)測的底板導(dǎo)水破壞深度與關(guān)系最密切的工作面斜長、采深、傾角等因素的數(shù)據(jù)經(jīng)回歸分析，擬合公式。 ）。采動(dòng)底板破壞帶深度，承壓水導(dǎo)升帶高度。 Z=Pb/R 式中： Z——阻水系數(shù)， MPa/m； R——裂縫擴(kuò)展半徑，一般取 40～ 50m； Pb——巖層破裂壓力，與地應(yīng)力和巖體抗拉強(qiáng)應(yīng)有關(guān)。 作用在底板上的水壓力（ P）除以阻水系數(shù)（ Z），即： h2=P/Z 阻水系數(shù)， “ 三下 ” 采煤規(guī)程中有表可查。根據(jù)這一特點(diǎn)，建立了帶水壓開采的安全水壓預(yù)測公式： 上式不僅考慮了底板巖層的分帶性，同時(shí)還充分考慮了不同帶對底板水壓的阻抗能力，將不同帶巖層對水壓的阻抗能力分別計(jì)算后求和，形成整個(gè)底板巖層對水壓的總阻抗能力。 阻水系數(shù)法安全性評價(jià)原則 用水壓（ Pw）與有效保護(hù)層總阻水能力（ Z總）比較，若 Z總 Pw則安全。 隔水巖層破裂壓力（ Pb）大于水壓（ Pw） ,則水壓不具備壓裂條件，故安全； 開灤趙各莊礦五水平的 12煤層底板有效隔水層的阻水系數(shù)及阻水能力表 .“三下 ” 采煤規(guī)程對水體上采煤等級允許采動(dòng)的規(guī)定 水體采動(dòng)等級 水體類型 允許采動(dòng)程度 要求留設(shè)的安全煤
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