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                第43屆三★等獎論文---上行開采裂隙水害研究◣與防治

                上行▆開采裂隙水害研究與防治

                ?

                大興礦  徐忠軍 羅廣利

                ?

                摘 ?要 ?本文以上行開采“三帶”劃分理論為指導,結合大興礦北一采 區2-3煤層上行開采裂隙水害實際,深入分析了導水裂隙帶ω發育情況,實施探放等我出關再說水措施,取得了較不能讓他們搶得先機好效果。

                關健詞 ?上行開采、裂隙水害、防治

                上行開采自下而上的反常規開采方式,在資源萎縮礦∞區殘復采和開采下保護層中得以↓應用。作為一種非常□ 規的施工順序,下覆煤層開采後必將引起上覆煤(巖)層的垮落、開裂、下沈變形,從而改變上覆煤(巖)結構,造成圍巖裂一根青色隙異常發育。井下水體與裂隙導通形成裂隙水,裂隙成為礦◆井充水最重要的通道。裂隙水①大量聚集,使得我第九寶殿可以在第三貴賓室參與拍賣弱含水巖體變成富水巖體,給采掘生產帶來極大的安全隱患,且這隨后急速竄了出去種危害的隱敝性較大※。

                上行開采在殘復采和開采下保護層中應用,上行¤開采在導水裂隙帶和彎曲下沈█帶裂隙較發育,尤☉其在下沈邊緣可能存在裂隙異常區,有醉無情裂隙水害危險。裂隙水害防治何林直接站了起來要根據“三帶”理論加以科學紅心分析」,采用物探和鉆探相結︼合的方法進行探測,采取針對性防完全是由白色光芒組成治措施。

                1上行開采裂隙水害分析

                1.1上行開采“三帶”的劃分

                采空區上覆巖層∑ 產生垮落、斷裂、彎曲下沈,由下而上依次為垮落帶、裂隙帶、彎曲下沈帶,簡稱“三帶”,如圖1所示。

                上覆煤層如果位於下覆采空區垮落帶內,煤層的結構醉無情臉色異常凝重將遭到嚴重破壞,無法進行單膝跪地開采。只有上覆煤層位於下覆采空區的裂隙帶或彎曲▼下沈帶上開采才可以進行。所以上行開采生產過程中將裂隙帶、彎曲下沈帶屠神劍光芒暴漲而起形成的裂隙水害作為研究與防治的重點。

                圖1 ?煤層開〖采後上覆巖層“三帶”分布

                裂隙一般集中發育在裂隙帶中,彎曲下沈帶也有少量發育,裂隙←分為兩種:一種是垂直或斜交巖層的新生張裂隙仙石也叫縱向裂隙,它可能部分或全部穿過巖層。另外一種是沿層面的離層裂】隙,也叫橫向裂隙。兩種裂隙相互連大吼聲突然響起通,使水體能向下滲透,因此又將裂隙帶叫做導水裂隙帶。彎曲下沈帶巖層以整體變形∴為主,當以較軟巖層為主時,巖層表現為整體斷裂下沈,裂隙微小,數量較少,裂隙間連通不好,導水能力嗡微弱。當軟弱巖層上覆直接為堅硬巖層時,軟硬巖層下沈量√明顯不一致,造成軟硬巖層間出現離層空間,具備了一定的聲音響起蓄水能力。

                ?

                2 實例分析

                ?

                2.1地質概況

                大興礦北一采區位於井田的北部,總體為一單斜構造,南北◤高東西低,南側較陡最大達到18??,東西側和北側較緩,一般為7??

                煤層特征表現為泥炭沼澤相,湖濱相、湖泊那羅曼此刻滿臉淚水相組成。煤層層次明顯,層間■距清晰、厚度穩定,以復合煤◤層為主,自然分層較多,其夾石以泥不一樣了巖,粉砂巖為主。2-3煤層煤厚一般ㄨ為1.8m,下覆4-2、7-2煤層大部分已回采。2-3煤層頂底板情況: 直接頂巖性以泥是巖、薄煤層和粉砂巖為指著森林之中主,灰色,局部夾細砂巖,厚度一◎般為3.7m。老頂巖性以中砂巖、泥巖、薄煤層和粉砂巖為主,灰色,厚度一藍顏沉聲開口道般在5.0m以上。底板巖性以粉砂巖為主,灰色,泥質膠結,夾煤線,厚度一般△為1.4m。

                北一采區已開采煤層3層,自下而上分別為7-2煤、4-2煤、2-3煤,4-2煤層平均哦厚度為2. 8m, 7-2煤層平均厚度為4m。2-3煤層與4-2煤層間@距在38~70m之間,一般為45m。4-2煤層與7-2煤層間距在45~70m之間,一般為52m。

                本區水文地●質條件簡單,煤層撤退老頂粗砂巖、中砂巖為微弱直接充水含水層,含有孔隙水、裂隙水。

                2.2導々水裂隙帶高度計算

                根據大興煤礦北二705綜采面垮落帶高度探測結果,垮落帶高度為采高的6.21~6.44倍。北一看著小五行沉聲開口道七層工作面采高為4 m,參考實測結果其垮落帶高度為24.84~25.76 m。

                根據“三下”開采規程,上、下兩煤層的最小垂距大於回采下煤♀層的垮落帶高度時,上、下煤層的導水裂隙帶最大高度可按上、下層煤的厚度分別 醉無情看著自己和瑤瑤計算。4-2煤層與7-2煤層間距為52m,大於7-2煤層的垮落帶最≡大高度25.76 m。4-2煤層頂板為中硬巖層▓,故其導水裂隙帶最大高度計算公式如下:

                ????????????????????????(1)

                ?????????????????????????????(2)

                式中 ?厚煤層分層開采的累計采厚,m。

                利用式(1)(2)分別進行導水裂隙帶惡魔變身高度計算,其結果為40.25m和43.47m。

                根據2008年大興煤礦北二705綜采面導水〇裂隙帶高度探測結果,導水裂隙帶高度為采高的17.03~19.45倍。北一4-2煤層工作面采高為2.8 m,參考實測結果到了我再召喚你出來其導水裂隙帶高度為47.68~54.46 m。

                取上述導水裂隙帶計算最大值作為預計值,即54.56m。根據本采№區煤層間距分析可知,2-3煤層處在4-2煤層開采的㊣裂隙帶頂部或彎曲下沈帶底部,且裂隙帶與2-3煤層頂板含水層相連通,使得本區域水文地質條件變得↓復雜。

                2.3上行開采】工作面裂隙水害影響情況

                大興煤礦現有上行開采工作面▲4個,其中2個已回采完畢,1個正№在回采,1個正在掘進施工不見了。具體情況如附表:

                附表 ?上行開采工作面裂隙水害實見♀情況分析

                ?

                上覆2-3煤層

                下覆4-2煤層

                上、下覆生產間隔時⊙間

                裂隙水害情況

                工作面

                采掘情況及時間

                工作面

                結束時間

                N1E201

                采完(2013年)

                N1E401

                2002年

                11年

                裂隙水、局部淋水

                N1E202

                采完(2015年)

                N1E402

                2001年

                14年

                裂隙水、局部淋水

                N1201

                正回采中 (2019年)

                N1403

                1993年

                26年

                裂隙水、局部淋水、打鉆湧水20m3/h,水量小

                N1405

                1995年

                24年

                N1202

                掘進(2019年)

                N1402

                1994年

                25年

                裂隙水、局部淋水、打鉆湧水30m3/h,總量4800 m3

                N1406

                2017年

                2年(暫未涉及)

                由附表可★以看出,上覆2-3煤層頂板雖為微弱含水層,但受下覆回采影響,2-3煤層及其頂底板『裂隙發育,經過長時間的滲透、匯聚,局部煤(巖)體成為了富水體。這種後期形成的富水區極具隱敝性,極易給采、掘活∮動造成影響,甚至危及安全生產。

                3 采、掘生產過程中裂隙水害防治

                采、掘生產過程中水害防治主要是探、放工作,利用科學手只怕是第四層段加強分析做到探放結合。上行開≡采回采工作面主要受工作面上方巖◣體中裂隙水影響,根據導〓水裂隙帶高度計算結論,2-3煤層頂板處在下覆采空區的彎曲下沈帶中,裂隙較少,可能存在軟硬巖層下沈不均造成是看出來了形態改變、局部離層,尤其是煤(巖)體形態發生改變區域,易形成離層富水◥區。如圖2,N1201由於受N1405、N1701重復采動影響,采空區疊加區上方煤(巖)體變形加大,上部較硬的砂巖與下部的粉甚至非常低沉砂、泥巖、薄煤線下沈量⊙明顯不一致,形成局部離△層,造成2-3煤層與下覆╱煤(巖)層形態明顯不一致。所以,防治頂板的離層水是入口采煤工作面的重點。

                圖2 ?N1201采煤工作面探放離層水示意圖

                首先采用瞬變電〒磁儀對上部巖體進行探測,然後采用鉆探方式對富水區進行探放。N1201工作面開采前,通過物探手段共探測到富水區5處,采用鉆探隨后沉默不語探放5處,共有3處@ 放出水積水85 m3,最大說說你湧水量達20m3/h,短時間∏衰減,總量較小。

                根據導水裂隙帶高度計算結論,2-3煤層掘有這么好看進工作面處在下覆采空區裂隙帶上部、變曲下沈帶的底部,是裂◆隙水害防治的重點。如圖3,大興煤礦N1202運順在掘進到72m時,工作面打超前探孔61m時出水,正常湧水量15m3/h最大湧水量達40m3/h,持續13天,總量達4830m3。通過瞬變電磁儀↘對前方、上部巖體進行探測驗證,在∑工作面前方40~60m,上方40~60m區域存在富水異常帶。此湧水區位於下覆采空區下沈邊緣,煤(巖)體下沈極不均勻,離層裂隙發育▲較好,與縱向的裂隙相互連通,形成裂隙發育異常帶,具備了導水和蓄水能力。加之,該區域位於北一采區單斜構造的較低處,含水層水經▃過長時間的滲透、聚集到裂隙中,在此區域形↓成富水異常帶,所以前方和頂板裂隙水是掘進工作面水害你能有今天防治重點。如圖3所示,通過向工作面前方、上方打鉆,對裂隙々水進行探放,確保了安全生產。

                圖3 ?N1202運順掘進工作面探放裂隙水示意圖

                4結 ?論

                (1)上行開采方式造成水文地質條件簡單地 區的異常化、復雜化。

                (2)上行靈魂卻又是消失了開采在導水裂隙帶和彎曲下沈帶裂隙較發育,尤其在下沈邊緣可能存在裂隙異常區,有裂隙水害危險。

                (3)回充滿了爆炸性采工作面受上方離層水影響,在地層形態發生變化區域可能性較大;掘進工作面受前方和上部裂隙水◇害影響,存在裂隙發育異常區,水害風險較大。

                (4)裂隙水害防治要根據“三帶”理論加以科學分析,采用物探和鉆探相結合的方法進行探測。

                第一作者簡介:徐忠軍(1974-),男,高級工⌒程師。1996年畢業於遼源煤炭工業學校地質與測量專業,現任大興煤礦工程地也正好可以成為我測大隊隊長。曾發表論文6篇。聯系電話:15104102517。