矿井顶板水的防治

矿井顶板水的防治一、煤层顶板涌水因素分析及顶板涌水预测二、防水煤(岩)柱的留设三、顶板水的超前疏干四、注浆截流五、改变采煤技术六、工程实例一、煤层顶板涌水因素分析及预测(一)采动条件下覆岩破坏的规律(二)影响覆岩破坏的因素(三)顶板突水预测（一）采动条件下覆岩破坏的规律返回覆岩破坏分带示意图（二）影响覆岩破坏的因素•覆岩性质及组合特征1）坚硬-坚硬型2）软弱-软弱型4）坚硬-软弱型3）软弱-坚硬型•煤层赋存及开采因素1）采厚2）分层数及回采垂高3）开采面积4）地质构造5）采煤方法及顶板管理6）覆岩破坏的延续时间返回（三）矿层顶板导水裂隙带的发育高度的确定•1．导水裂隙带发育高度的计算返回模块三冒落带、裂隙带波及地表水体造成突水示意图二、防水煤(岩)柱的留设措施使用条件：隔水层厚度满足不了的要求时(一)基岩裸露区防水煤(岩)柱的留设(二)煤层露头或浅部被松散含水层覆盖时，防水煤(岩)柱的留设(三)在水淹区、采空积水区下掘进时，防水煤(岩)柱的留设(四)上、下两层煤之间防水煤(岩)柱的留设保裂安hhh风保裂安hhhh（一）基岩裸露区防水煤(岩)柱的留设•基岩风化裂隙较发育时，防水煤(岩)柱的留设•防水煤(岩)柱的总厚度应满足下式要求：•基岩风化裂隙不发育时，防水煤(岩)柱的留设•根据上式计算的防水煤(岩)柱高度，不得小于20m。返回煤系地层无松散层覆盖时防水煤柱的留设煤层露头部位被松散含水砂层、砂砾层覆盖时（二）煤层露头或浅部被松散含水层覆盖时，防水煤(岩)柱的留设返回在水淹区、采空积水区下掘进时防水煤(岩)柱的留设（三）在水淹区、采空积水区下掘进时，防水煤(岩)柱的留设返回（四）上、下两层煤之间防水煤(岩)柱的留设返回多煤层边界防水煤柱之一多煤层边界防水煤柱之二三、顶板水的超前疏干(一)疏干类型(二)常见的疏干方式（一）疏干类型•地表井群疏干据部分矿区实践经验，渗透系数大于3m/d的潜水含水层和大于0.3～0.5m/d的承压含水层均可取得良好的疏干效果。•巷道疏干适用于某一固定部位（如露天矿的非工作帮）的疏干或断面截流。•采准巷道疏干广泛应用于采区顶板含水层及顶板流砂层的疏干。•多井联合疏干•顶板含水层分布范围较广，补给水量较大。返回（二）常见的疏干方式1、地表疏干2、巷道疏干3、井下钻孔疏水4、井上下联合疏水返回1、地表疏干下页地表疏降模式图地表疏降钻孔(井)平面布置方式地表疏降钻孔(井)平面布置方式2、巷道疏干1•1)石门疏水下页石门多含水层疏水利用煤层采准巷道疏放顶板水2、巷道疏水22)采准”巷道疏水3、井下钻孔疏水直通式井下疏水孔下页直通式疏水钻孔顶板上行式疏水孔下页上行式井下疏水孔井下水平或近水平疏水孔水平(近水平)式井下疏水孔•采动放水•通过探查，证实煤层直接充水含水层与强含水层或其它水体未发生水力联系，且采区有足够排水能力时，可在采区最低部位首先回采，实行采动放水疏干，保证后期回采安全。4、吸水钻孔疏水吸水钻孔示意图5、井上下联合疏水•1)地表井下联合疏干•在同一矿井(区内)，同时采用地表疏水和井下疏水两种方式。地表井下联合疏水一般是在矿井水文地质条件复杂，单一疏干方式效果不好或不够经济合理时采用。•2)供疏结合的联合疏水•在地面供水紧张，而井下水害又严重的大水矿区，为了解决矿区供水与矿井排水之间的矛盾，可利用矿区疏水系统直接用作矿区供水水源地，实现供疏结合。返回模块三四、注浆截流•露天矿坑剥离含水层建造截流帷幕墙下页露天矿坑剥离含水层建造截流帷幕墙煤层直接顶板含水层帷幕截流注浆煤层直接顶板含水层帷幕截流注浆返回模块三注浆封堵顶板水注浆封堵顶板水五、改变采煤方法•充填式开采法1)当顶板含水层距煤层顶板普遍接近时2)当煤层露头部位及浅部被地表水体或新生界强含水所覆盖时3)在逆掩断层含水推覆体下或积水老窑下采煤时•膏体充填绿色开采技术“三下一上（三下——地表水下、建筑物下和铁路下，一上——承压水上）”地区一种具有发展前景的开采技术，•间歇开采法及分区隔离开采法1）厚煤层还可采用分层间歇开采法2）急倾斜煤层，则可采用长走向小阶段•间歇开采分区隔离开采法:先远后近、先深后浅、先简单后复杂、先探后采的试探性开采方法•条带式开采法返回模块三六、工程实例实例1某煤矿顶板水的防治措施实例2某煤矿帷幕注浆防治顶板水实例3某矿顶板水分析及防治对策实例4某煤田顶板水特征与防治方法实例5顶板突水规律分析及防治对策实例6水淹冒顶区化学注浆加固技术实例7某矿513区运输石门探放水设计方案典型工作任务•矿井顶板水对开采的影响分析及防治方案•1.工作任务•(1)背景资料分析•①分析矿井充水因素。•②计算2号煤层开采后导水裂隙带高度，预测2号煤层上部含水层对煤层开采的影响。•③提出开采2号煤层时对顶板水的初步防治方案。•(2)收集矿区顶板水防治案例（每人1～2例），并分析、讨论、提出问题、进行总结•2.工作方法：分组讨论，独立完成•3.背景资料•某煤矿为拟建矿井。矿井设计开采二叠系山西组2号煤层，设计产量600万t/a，设计采用放顶煤开采2号煤层，一次采全高。•2号煤层位于山西组中下部，厚度3.09～8.50m，平均厚度6.20m；煤层埋藏深度250～350m；煤层底板标高由东向西1100～350m。煤层顶板大部分为泥岩、粉砂岩，其直接顶为中-细粒砂岩；底板大部为粉砂岩和泥岩，局部为细粒砂岩和石英砂岩。•2号煤层上部有下石盒子组（K9、K8）砂岩裂隙含水层（含水性较弱，其中的K8砂岩是开采2号煤层的直接充水含水层，K8砂岩与2号煤层层间距69m），上石盒子组（K10）砂岩裂隙含水层（含水性较弱），第四系松散砂砾孔隙含水层（含水性较强）。•井田内及井田边界有老窑分布。返回