底板水防治理论与技术演示幻灯片.ppt

底板突水机理及防治技术;一、矿井水害类型及特点;我国八大聚煤期早寒武世 早石炭世(C1)北方晚石炭世—早二叠世(C3-P1)南方二叠纪(P)晚三叠世(T3)早中侏罗世(J1-2)早白垩世(K1)第三纪(E)。 ;聚煤特征1、从浅海海湾逐步向滨海、沿海地区并最后向陆地内部迁移。2、聚煤作用的气候条件随着植物界的发展演化，由热带、亚热带迁移扩展至温带。古生代多为热带、亚热带，中生代以后多为温带。3、各聚煤期植物不同。早古生代菌藻植物；晚古生代蕨类；中生代裸子植物、蕨类；新生代被子植物。;煤炭资源的地理分布特点分布广泛 、西多东少、北多南少 、相对集中。既广泛又相对集中，是我国煤炭资源地理分布的重要特征。 ;水源划分水害类型;水害特点;第四系松散层孔隙水害;侏罗系-第三系孔隙-裂隙水害;煤系砂岩裂隙-孔隙水害;煤系薄层灰岩水害;厚层灰岩水害;张家界黄龙洞;江苏宜兴善卷洞;老空、老窑水害;其他水害;二、底板突水机理;1、底板突水研究历史;我国在底板突水规律研究方面起始于60年代， 70年代中期，国家派科技人员去匈牙利考察， 70年代后期，修改了原有的突水系数概念，并应用于实践。 80年代开始，以煤炭科学研究总院西安分院、山东科技大学及煤炭科学研究总院特采所为代表，不仅各自独特的理论，而且具有一个完整的研究梯队，如“下三带”理论。 90年代，山东科技大学“下四带”理论 目前，我国防治水的研究工作处于世界领先地位。 ;2、关于突水系数 ;早在20世纪初，国外就有人注意到底板隔水层的作用 40年代至50年代，匈牙利韦格弗伦斯第一次提出底板相对隔水层的概念。即： ;不突水临界值 统计发现80%突水小于此值 欧洲国家采用 ;60年代至70年代，匈牙利国家矿业技术鉴定委员会将相对隔水层厚度的概念列入《矿业安全规程》 同时对应用条件做了一些规定，其中要求采深不超过300m ;我国在底板突水规律研究方面起始于60年代 70年代中期，国家派科技人员去匈牙利考察，带回相对隔水层厚度的概念 焦作矿区水文地质大会战中，提出了突水系数概念 ;实际上相对隔水层概念的倒数！ ;规定突水系数的临界值 实质上0.06临界值也不是中国人提出的 ;1个标准大气压力=1.00336×0.098MPa=0.10108MPa≈0.1Mpa。;严格讲，突水系数预测底板突水只能适用于采深小于300m，至多到500m！;70年代至80年代，人们发现利用突水系数进行突水预测预报不准确，究其原因，一个根本问题是未考虑矿压对底板的破坏因素。因此西安分院水文所对突水系数的表达式经过两次修改后确定为：;列入1984年5月15日原煤炭工业部颁发的《矿井水文地质规程》及1989年9月9日原煤炭工业部颁发的《煤矿防治水工作条例》 规定了两个临界值：0.1、0.06 值得注意的是那时的采深有的达到了500m ;2009年8月17日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过的《煤矿防治水规定》使得突水系数回到上世纪70年代。;建议;3、“下三带”理论;原位张裂与零位破坏理论 煤炭科学总院北京开采所王作宇、刘鸿泉提出 板模型理论 煤科总院北京开采所刘天泉院士，张金才等 关键层理论 中国矿业大学钱鸣高 院士 “下四带”理论施龙青 ;4、水害防治研究存在的问题 ;原因： 一是人们对深部煤层开采突水机理研究的认识不足。 二是研究人员受到专业限制。 三是有效的探测手段限制;5、“下四带” 理论 ;1)第Ⅰ带（h１），矿压破坏带 是指矿山压力对底板的破坏作用显著，底板岩石的弹性性能遭到明显伤失的层带。其特点为：岩石处于粘弹性状态；各种裂隙不仅交织成网，而且惯通性好、导水性能很强；岩层的连续性彻底破坏，完全伤失了隔水能力；承压水沿该带突出所消耗的能量仅仅用于克服突水通道中的沿程阻力。 ;2)第Ⅱ带（h2）, 新增损伤带 是指受矿山压力破坏的影响作用明显，岩石弹性性能发生了明显改变的层带。其特点为：底板岩层的原有抗压强度明显降低，但岩层的弹性性能尚未完全伤失，即岩石乃处于弹性状态；岩层的原有裂隙得到了明显地扩展，但尚未相互贯通；岩层具有一定的连续性和隔水能力；承压水要沿该带突出，其消耗的能量主要用于贯通裂隙。 ;3)第Ⅲ带（h3）, 原始损伤带 是指不受矿山压力破坏作用的影响或影响甚微，岩石弹性性能保持不变的层带。其特点为：岩石保持原有弹性性能；岩层内的裂隙保持原先的非相互贯通状态；岩层的连续性和隔水能力良好；底板水要沿该带突出，其消耗的能量主要用于破坏岩石及贯通裂隙。 ;4)第Ⅳ带（h4）, 原始导高带 是指不受矿山压力作用的影响，并发育有承压水的原始导高的层带。其特点为：因水化学作用，岩石处于弹塑性、