大采深高承压水条件下煤层底板突水问题及解决对策Water Inrush from Coal Seam Floor under High Mining Depth and High Pressure Water Conditions and Solutions
田志伟,任素雅,林云,邵敬民,潘国营
摘要(Abstract):
在当前煤矿普遍面临大采深、底板高承压水、高地应力等采掘条件下,正确评价煤层底板承压水突水危险是做好防治水工作的基础。以河南省受底板灰岩承压水突水威胁的大水矿井为例,就底板破坏深度计算、突水系数计算及临界值、脆弱性指数法、不同水文地质单元的“双层水位”效应等问题进行了剖析。分析表明:在大采深和高地应力开采条件下,底板破坏深度较现有用经验公式计算得到的值偏大,一些矿井突水系数虽小于全国临界值,但回采过程中却发生了突水,脆弱性指数法有待于规范化。此外,井田范围内水文地质条件存在着时空变化,甚至会出现“双层水位”等现象。鉴于此,提出了建立大采深和高地应力开采条件下的底板破坏深度计算模型、确定矿区或矿井范围的临界突水系数值、规范脆弱性指数评价方法、查明水文地质条件的时空变化和不同单元的水动力参数、制定同各单元水文地质条件相适应的防治水措施等各项对策。
关键词(KeyWords): 煤矿防治水;突水危险性评价;大采深;煤层底板承压水
基金项目(Foundation): 河南省高校重点科研项目(21A170011);; 国家自然科学基金青年基金项目(41602265);; 平顶山天安煤业股份有限公司八矿科技项目(2023PMKJ8-5)
作者(Author): 田志伟,任素雅,林云,邵敬民,潘国营
参考文献(References):
- [1]潘元伯.关于斯列萨列夫安全水头公式的推导[J].合肥工业大学学报,1986,8(1):99-103.
- [2]杨志斌.斯列萨列夫公式在矿井水害防治中的应用分析[J].煤矿安全,2016,47(9):190-193.
- [3]武强,董书宁,李竞生,等.煤矿防治水规定释义[M].江苏徐州:中国矿业大学出版社,2009:250-254.
- [4]武强.煤矿防治水细则解读[M].北京:应急管理出版社,2018:128-130.
- [5]李白英.预防矿井底板突水的“下三带”理论及其发展与应用[J].山东矿业学院学报(自然科学版),1999,18(4):11-18.
- [6]施龙青,韩进.开采煤层底板“四带”划分理论与实践[J].中国矿业大学学报,2005,34(1):16-23.
- [7]王作宇,张建华,刘鸿泉,等.承压水上近距煤层重复采动的底板岩体移动规律[J].煤炭科学技术,1995,23(2):9-12.
- [8]张金才,刘天泉.论煤层底板采动裂隙带的深度及分布特征[J].煤炭学报,1990,15(2):46-54.
- [9]钱鸣高,缪协兴,许家林.岩层控制中的关键层理论研究[J].煤炭学报,1996,21(3):225-230.
- [10]管恩太.突水系数的产生及修正过程[J].中国煤炭地质,2012,24(2):30-32.
- [11]尹尚先.新版《煤矿安全规程》(防治水部分)修订要点解读与讨论[J].煤炭科学技术.2015,45(7):139-143.
- [12]武强,张志龙,张生元,等.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅱ——脆弱性指数法[J].煤炭学报,2007,32(11):1121-1126.
- [13]武强,李慎举,刘守强,等.AHP法确定煤层底板突水主控因素权重及系统研发[J].煤炭科学技术,2017,45(1):154-159.
- [14]田开铭,夏日元.用人工双层水位方法防止矿井排水引起的地面岩溶塌陷的研究[R].北京:中国地质大学(北京),1989:36-62.
- [15]潘国营,王佩璐.基于群孔大型放水试验的寒灰水疏放可行性研究[J].河南理工大学学报(自然科学版),2011,30(6):674-678.
- [16]潘国营,蔡二贝,李连春,等.平禹一矿岩溶水害综合防治技术[J].中州煤炭,2014(227):77-80.