73防水煤柱留设.doc

防水煤柱留设 断层防水煤柱留设因本矿井 3 号煤层开采时断层、陷落柱是奥陶灰突水的重要通道。因此, 必须对导水断层留设防水煤柱, 防水煤柱的留设方法可依据《煤矿防治水规定》附录三的公式计算, 本矿区含水或导水断层防隔水煤柱的留设方案如下: 由于本井内没有发现较大的断层,因此,本报告只考虑小断层的煤柱留设情况。当断层落差小于隔水层厚度(取3 号煤层的 ) 时,含水或导水断层防隔水煤柱的留设参照经验公式计算: L= P3K P ≥ 20m (7-1) H a= ST P+ 10,L= α sin aH ≥ 20m (7-2) 式中: L—防隔水层煤柱宽度, m; K—安全系数,一般取 2~5; M—煤层厚度或采高, m; P—煤层厚度或采高, m; Kp—煤的抗拉强度, Mpa ; H a—导水裂隙带至含水层防水岩柱的厚度, m; α—断层倾角,(°) 经以上公式( 7-1 )和( 7-2 ) 计算, 所得结果取较大值为留设的防水煤柱宽度。今后如在地质勘探和采掘活动后, 发现有新的断层, 矿方应按照以上计算方法自行计算断层防水煤柱的宽度;对落差小于 5m 的断层应在探明去其导水性后, 再确定是否留设防水煤柱或采取注浆加固措施。 陷落柱保护煤柱留设目前本矿井内尚未发现陷落柱,但不排除存在隐伏陷落柱的可能。陷落柱是奥灰突水的主要通道, 为防止陷落柱突水事故, 确保矿井安全生产,对导水陷落柱必须留设防水煤柱。现分述如下: ①导水陷落柱对于一些导水陷落柱, 如果所处的位置对回采影响不大, 可以只留设保护煤柱而不封堵。这类落陷柱突水隐患很大, 留设防水煤柱时一定要考虑其特征,做到万无一失。首先,必须查明有无与陷落柱连通的导水断层。如果存在断层, 即使断层距很小, 也会作为突水通道将陷落柱内的水导入矿井, 从而导致断层突水事态扩大。即使没有人为干扰的情况, 突水通道也会在高压水作用下发生冲刷或扩容,随时有增大涌水、发生灾害的可能。因此,必须圈定陷落柱的突水边界。陷落柱的边界不等于突水边界, 因为陷落柱在坍塌过程中或坍塌后的重力作用下, 在柱体周围的脆性煤、岩层中形成大量的张裂隙,这些裂隙将成为良好的突水通道。一些陷落柱甚至内部完全充水不导水, 而断层小裂隙发育的陷落柱周边环带反而成为导水的主要通道。因此,确定陷落柱的出水边界,必须考虑周边裂隙的发育带,将其划在突水边界内。突水边界确定以后, 可将突水边界视为一个断层面, 参照《煤矿防治水规定》有关导水断层防水煤柱的留设方法比照计算。计算陷落柱的防水煤岩柱用下面的公式: L= P3K P (7-3) 式中, L—防隔水煤柱宽度, m; K—安全系数,一般取 2~5; M—煤层厚度或采高, m; P—水头压力, Mpa ; Kp—煤的抗拉强度, Mpa ; ②不导水陷落柱不导水陷落柱可分为两种类型,一种是陷落柱基底的灰岩不含水或含水不丰富, 陷落柱无水可导; 第二种是陷落柱局部挤压变形形成隔水层, 从而使陷落柱无法导水。对于第一种类型的陷落柱, 可以不留设防水煤柱。对于第二种, 尤其是曾经有过陷落柱导水的矿区出现的不到水陷落柱, 如果不留设防水煤柱而强行通过, 在采动应力的作用下隔水层可能受到破坏而出现突水现象。 掘进巷道防治水工作武甲煤矿 3 号煤层为全井田带压开采。因此巷道掘进也为带压作业, 对巷道掘进的防治水工作也应当加强。掘进过程中应严格按照《煤矿防治水规定》的要求执行,本着“有疑必探、先探后掘”的原则, 做好超前物探和超前钻探工作。(1 )超前物探在巷道掘进过程中, 巷道前方如果发现或揭露断层, 且断层导含水性存在一定的不确定性,断层确切位置可能与已有的资料不符,其突水存在不可预知性,所以必须进行掘进头超前探查工作。带高压掘进应将超前探测作为日常防治水的重要内容, 超前探的主要方法有:直流电法、瞬变电磁技术、地质雷达。掘进头超前物探主要采用井下直流电法进行超前探, 可探测 80m, 安全掘进 50m 。这一方法在煤巷中使用效果较好, 因为煤为高阻介质, 在有含水构造时介质的电阻差异很大, 易于发现异常; 而在砂、泥岩中使用效果不好, 原因是砂、泥岩为低阻层, 其内的含水构造电性差异小。主要用于超前探测矿井含水构造(包括陷落柱) 、含水层、老空积水层。瞬变电磁技术利用人工在发射线圈加以脉冲电流, 产生一个瞬变的电磁场, 可查明含水地质如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等。地质雷达是通过特定仪器向地下发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波,电磁波在介质中传播,当遇到存在电性差异的地下目标体,如空洞、分界面等时,电进波便发生反射,根据接收到的雷达波形、强度、双程时频等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何