兖州矿区矿压对采动裂隙发育及突水的影响.pdfVIP

煤矿现代化 2010年第4期 总第97期 究州矿区矿压对采动裂隙发育及突水的 响 付民强 (东滩煤矿。山东 邹城 273500) 摘 要 3煤顶板突水是影响矿井安全生产的关键因素，通过从理论和实践上的分析，归纳出了对发育 及突水的影响，最后提出了解决问题的办法。 关键词 突水；矿压；采动裂隙；防治水措施 中图分类号：TD32 文献标志码 ：B 文章编号：1009—0797(2010)04—0035—02 兖州矿区近年来发生的几次比较大的3煤顶板砂岩含水 承压水就会相继渗入隔水层岩体，继而对岩层进行软化 ，压力 层突水，对生产造成了不同程度的影响，有时甚至导致回采工 加剧了岩体裂隙的产生和发展 ，岩体变形反过来影响其中水 作面一度停产。突水制约了矿井的高效发展，研究顶板砂岩含 的渗流状态 ，承压水又相继影响岩体变形 ，如此循环往复 ，相 水层突水预测特别是采动条件下矿压与突水关系成为当前防 互作用、相互影响，直到形成某种新的平衡状态。煤层开采过 治水工作的首要任务。 程中，采动产生的周期应力变化不断打破这种平衡，使其向新 的方向发展，结果造成隔水层 内裂隙不断向上延伸 、扩展，含 1 3煤顶部水文地质条件 水层的水渗流场随即逐渐扩展。矿压引起的采动裂隙也逐渐 兖州矿区大部分矿井开采二叠系山西组第 3上层煤 ，平 扩大发展，使得上覆含水层连通形成新的导水通道沟通工作 均煤厚5．4m，主要采用回采放顶煤工艺。3煤开采的直接充水 面，承压水 由此渗流出来，这就是突水的前兆。上述过程可称 含水层为3煤顶板砂岩含水层 ，厚度 7．53—41．72m，岩性以中 之为突水孕育阶段 ，这时隔水层体稳定性问题变成由承压水 细砂岩为主；间接充水含水层为侏罗系上统蒙阴组砂岩 (简称 控制的破裂带与均匀介质围岩系统之间的稳定性问题。 “红层”)含水层，厚度 150．O0～794．86m。3煤顶板与红层底板 在承压水渗透、软化和冲刷作用下 ，破裂带岩体变形加 间距为0．31～220．38m，在个别地区，尤其是 3煤剥蚀天窗区， 速 ，发生快速应变软化，破裂带范围也随之扩大。到一定阶段 ， 红层水可越流补给 3煤顶板砂岩含水层。 破裂带与均匀介质围岩系统的变形就处于临界状态 ，这时一 旦受到扰动，顶板岩体冒落 ，就会使系统打破平衡状态，隔水 2 矿压对采动裂隙发育及突水的影响 岩体发生大范围破坏，形成宽大涌水通道，承压水借势就能大 正常生产的采煤工作面为什么易发生突水事故?这是因 规模涌人工作面，发生突水事故。 为兖州矿区采煤工作 面对采空区的处理广泛采用全部跨落 (3)矿压显现规律受顶板岩性 、岩层组合和断层发育情况 法。采煤工作面向前推进，采空区撤除支柱后 ，顶板自然跨落， 综合影响，突水大多发生在初次来压或周期来压时。 采空区不断扩大 ，上覆岩层跨落 、移动下沉而被破坏 、变形 ，形 2000年 5月 7日鲍店煤矿 5308工作面回采过程中，当通 成周期性矿山压力。这种破坏、变形一直影响到地表，形成的 过一褶曲拐点，并过一条落差 6m的正断层 ，该工作面停产维 冒裂带遇到赋水性好的强含水层或者是遇到积水集中的老空 修时出现了初次来压现象，随之顶板淋水量明显增大。随后，3 区，水就会顺裂隙带流入工作面，造成突水事故。 次来压异常均伴随着工作面涌水量突增，特别是 5月 12日来 根据以