唐家會(huì)煤礦特厚煤層水害防治分析研究.pdf

1、煤礦水害一直是阻礙煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一，而承壓水上采煤導(dǎo)致的水害又約占整個(gè)礦井水害的50％以上。唐家會(huì)煤礦主采煤層為6煤，61101工作面為礦井首采工作面，工作面開采面臨頂板砂巖水、底板奧灰水、斷層裂隙水及廢棄巷道采空區(qū)積水綜合作用下回采安全問題，且6煤平均厚約17m。而特厚煤層采動(dòng)底板破壞演化特征尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，因此，對(duì)唐家會(huì)煤礦特厚煤水害防治分析研究是十分必要的。
　　為此，本文以特厚煤層開采的唐家會(huì)煤礦6110

2、1首采工作面為工程背景，進(jìn)行水害防治研究，探索特厚煤層采動(dòng)底板破壞變化特征及水害防治方法。研究?jī)?nèi)容及取得成果如下：
　　1、針對(duì)61101工作面水文地質(zhì)條件，為查清奧灰含水層的富水性特征，工作面構(gòu)造發(fā)育形態(tài)，底板巖層的阻隔水性能力、厚度以及裂隙變化情況，進(jìn)行了物探與鉆探探查方法設(shè)計(jì)，并對(duì)其成果進(jìn)行了分析推斷，獲得了6煤距奧灰含水層等厚線、6煤底板砂巖厚度等值線、底板隔水層厚度等值線以及底板物探異常區(qū)的分布范圍。
　　2、依據(jù)

3、61101工作面頂?shù)装鍘r石力學(xué)測(cè)試成果，建立了工程地質(zhì)模型，采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，進(jìn)行了礦山壓力（10.1MPa）和承壓水水壓（1.2MPa）共同作用下，不同斷層落差（5m、10m、15m和20m）、不同推進(jìn)距離（40m、80m、120m、160m和200m）對(duì)6煤層底板各巖層的孔隙水壓力、垂直應(yīng)力和塑性破壞區(qū)的分布變化情況模擬，結(jié)果表明：
　　(1)當(dāng)推進(jìn)距離相同時(shí)，隨著斷層落差的增大，工作面底板圍巖的最大孔隙水壓力在增

4、大；當(dāng)斷層落差相同時(shí)，隨著工作面不斷推進(jìn)并接近斷層時(shí)，底板圍巖的最大孔隙水壓力也在增大。
　　(2)工作面底板圍巖沿走向產(chǎn)生壓應(yīng)力，支承壓力在工作面前方和采空區(qū)部位附近形成了應(yīng)力集中；沿傾向方向，工作面底板巖體基本處于減壓區(qū)內(nèi)，而底板圍巖由細(xì)砂巖和含有砂質(zhì)的泥巖的組成，抗壓強(qiáng)度較大，工作面底板的圍巖能保持穩(wěn)定而不破壞。
　　(3)工作面頂?shù)装逯饕a(chǎn)生拉伸塑性區(qū)，采場(chǎng)前方及采空區(qū)后方產(chǎn)生剪切塑性區(qū)；計(jì)算中考慮了孔隙和奧灰水壓力

5、作用，底板圍巖均較快產(chǎn)生了塑性區(qū)且其范圍在增大；只要工作面底板圍巖保持完整和奧灰水壓不超過其上部巖體所能抵抗的強(qiáng)度，那么基本上就不會(huì)發(fā)生突水。
　　3、通過對(duì)影響61101首采工作面安全回采水害影響因素分析，利用突水系數(shù)法、安全隔水層厚度比值系數(shù)法、安全水壓公式法等多種方法對(duì)6煤層帶壓開采時(shí)底板奧灰含水層突水危險(xiǎn)性程度初步評(píng)價(jià)，計(jì)算結(jié)果如下：
　　(1)突水系數(shù)TS在0.025～0.033范圍之間，小于0.06的臨界值；所以

6、，工作面開采發(fā)生突水危險(xiǎn)的可能性很??；
　　(2)安全隔水層厚度比值系數(shù)Tas在0.5035～0.7206范圍，均小于1，因此，工作面開采存在突水危險(xiǎn)性較小；
　　(3)工作面奧灰水壓最大為1.2MPa，遠(yuǎn)小于隔水層能夠承受的安全水壓60.25MPa，故工作面開采存在突水危險(xiǎn)性較小。
　　4、預(yù)計(jì)了工作面涌水量、礦井涌水量并結(jié)合周邊礦井防治水經(jīng)驗(yàn)，提出了行之有效的水害防治方法與對(duì)策。論文研究成果已應(yīng)用于唐家會(huì)煤礦611