煤矿顶板透水事故预测及控制技术.pdfVIP

大 第29豢第2期 西安科技 学 学报 V01．29No．1 2009年3月 OFXI’ANUNIVERSnYOFSCIENCEAND Mar,2009 JOURNAL TECHNOLOGY 文章编号：1672—9315(2009)02—0140一04 煤矿顶板透水事故预测与控制技术 彭林军1，赵晓东1，宋振骐1’2，李利岗1 (1．大连大学院士90业园，辽宁大连116622；2．山东科技大学资源环境学院，山东青岛266510) 摘要：在深入研究我国煤矿顶板透水发生及其成功控制案例的基础上，对项板透水事故发生的 原因、实现的条件及其动力信息基础进行了系统研究，以此为基础提出了顶板透水事故预测与控 制的方法。针对淮南矿业集团谢桥煤矿1122(3)工作面，分析了谢桥井田地质及水文地质特征， 并根据钻孔及井下资料，研究了顶板砂岩、粉砂岩运动规律。以实用矿山压力控制理论为指导， 建立项板控制信息动力决策模型，着重探讨了导水裂隙带和斑裂纹对顶板砂岩透水的影响机理。 关键词I煤矿顶板；透水事故；预测控制 745 中图分类号：TD 文献标志码：A 顶板水害是矿井生产过程中经常发生的水文地质现象。由于出水的突然性，往往给矿井安全生产带 来极大危害。采掘工作面推进过程中的顶板透水，有可能造成淹没其工作面和其他工作场所，甚至造成 整个矿井淹井的重大事故¨qJ。顶板透水会引发大范围的顶板垮塌，从而造成压死采场支架的重大顶板 事故。如果在工作面回采前，能对隐伏突水区进行预测并制定疏排水措施，则顶板突水的危害将大大降 低。但顶板突水受到岩性、水压、断裂特征、矿压等多种因素的影响，造成研究比较困难。目前对于顶板 透水的预测在理论和实际应用上均处于不断发展之中H“1。随着开采深度的增加，水文地质条件日趋复 杂，水害威胁越来越大。因此，控制水害是煤矿安全生产的重大课题。 1谢桥井田水文地质概况 通过谢桥矿地质及水文地质和构造地质(含水层、隔水层和断层含水、富水及导水)等原始条件，对 1122(3)工作面7条断层发育情况综合分析：该面煤层顶板赋存有砂岩，局部裂隙发育，含砂岩裂隙水，与 其他含水层无直接联系．属静储量消耗型。面内有八7和八12钻孔通过，八12钻孔已探明不导水，八7 200—300 m3／h．因此本面在初放以及正常回采期间，工作面涌水量可能较大，工作面在回采前应备有排水 量不小于300m3／h的排水设施，并保证排水设施能随时运转。随工作面推进，上覆岩层运动破坏造成裂 隙而形成的连通导水构造发生条件，与原始条件不发生耦合作用，或耦合作用不强烈，则基本不存在透水 可能性；反之，则应研究透水强度(速度和水量)、透水与工作面推进时空关系。 2煤矿顶板透水事故预测控制理论研究 2．1煤矿顶板透水事故的原因及实现的条件 原因：工作面推进波及到含水岩层，特别是原有构造破坏的富水区域。 实现的条件：①顶板存在富水区间；②采场穿越的裂断破坏岩层沟通富水区；③透水量超限；④透水 收穰日期：2008—07一lO 国家科技部“十一五”科技支撑项目(2006BAK03807) 作者简介：彭林军(1973一)，男，河南灵宝人，工程师，主要从事采矿工程科研和管理工作． 万方数据 第2期 彭林军等：煤矿顶板透水事故预测与控制技术 14l 时间超限‘7·81。 2．2透水可能性预测 预测的主要目的：在既定开切眼位置和工作面长度条件下，推进工作面。进入断裂破坏(形成砌体 梁)的岩层，波及含水岩层(图1)，特别是具有富水区域的可能性h叫。 (a) ∞ 图l “砌体粱”断裂的岩层运动分类图 Theclassificationoflerranemovementabou