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兖州矿区下组煤底板断层阻渗性实测研究

煤矿现代化 2016年第1期 总第130期 兖州矿区下组煤底板断层阻渗性实测研究 邵明喜 (兖州煤业股份有限公司杨村煤矿,山东 济宁 272118) 摘 要 为了探究兖州矿 区下组煤底板断层 阻水能力,以兖州矿 区的兴隆庄和杨村两煤矿为研究背 景,采用现场原位压渗实测的方法,通过初次压渗和重复压渗,获得了断层不同部位阻水性量化参数, 并与完整底板阻渗性对比分析,发现了正常结构状态底板岩层形成突水通道的可能性也很小,而构造 破碎带因其抗渗透破坏能力较低,一旦受到采动扰动并活化导渗,在底板高承压岩溶裂隙水的强渗流 作用下容易导致其发生渗透破坏并形成突水通道。研究结果对下组煤带压开采底板水害防治具有较 重要的参考价值。 关键词 下组煤底板;断层突水;原位压渗;量化参数 中图分类号:TD742.2 文献标志码 :A 文章编号:1009—0797(2016)01—0028—03 众所周知,正常完整底板突水的概率非常小 ,多 压水孔全孑L取芯,以准确控制测试段岩性及其 数突水都与构造有关,特别是断层 ,大量开采煤层底 组合结构;钻探过程采取清水钻进 ,岩芯全部进行编 板突水实例证实断层对采动煤层底板突水起着决定 录,同时取样进行室内伺服渗透试验。 性作用Il-5]。张金才等通过对华北型煤 田4个主要发 详细记录压渗过程的注水水压、测孔水压及压 生突水的矿区共 163个底板突水工作面进行统计分 渗水量等参数的变化趋势 ,取得测试段岩层致裂水 析,得出了由地质构造引起的突水事故 占整个突水 压、导渗机制、渗透阻力等对比数据。 事故的67.5%I1l。郭启文统计了郑州矿区从 1959年 表 1 原位压渗试验地点及实施工作量统计表 到2004年共 21次水害事故,其中地质构造所引发 测试点 压渗 压渗测试段 岩性 位置 目标层 数量 段宽 m/垂深范围 /m 结构 的突水就有 13次,约 占整个突水次数的62%,其中 由于断层所引起的就有 9次_3_。施龙青等统计发现, 98%的断层突水是由正断层引起的,且其中的85% 是发生在正断层的上盘[51。为此,随着煤矿向深部开 采,查明区域构造体系,区分出断层的导水 、富水还 是隔水性能对预测预防煤层底板突水是非常必要 的,底板岩层的阻水能力大小是判断带压开采安全 1.3 实测结果分析 与否的重要依据 ,这个依据可通过室内试验 踟或现 底板原位压渗试验的直接成果是测试段压渗过 场实测9[_lOl所获得 。笔者在前人研究的基础上,结合兖 程 曲线,限于篇幅,以杨村煤矿 10605F5断层初次压 州矿区下组煤开采普遍受到底板本溪组十四(十三) 渗为例进行结果分析,如图1所示,可得不同阶段的 灰水和奥陶系灰岩水的威胁的实际情况,采用现场 压渗参数及变化过程 曲线。 初次和重复压渗的方法对断层阻渗性进行试验研 究 ,弥补了突水系数法的不足01-12],以期为下组煤安 全开采提供水害防治的量化依据。 1 初次原位压渗试验 1.1 试验地点 本试验在兖州矿区的兴隆庄和杨村矿选择4个 测点 ,实施 11个测试段 ,包括 2个断层测点的5个 H 测段 、1个底板采动破坏测点的3个测段、1个原状 图1 压渗过程曲线及压渗参数 结构测点的3个测段 ,详见表 1,测试原理及具体测 由图 1可以看出,初次压渗过程曲线能够真实 试过程见文献[101。 反映不同结构底板岩层在高渗流水压力作用下的渗 1.2 技术要求

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