??? 3.隔水層
??? 隔水層對(duì)突水起阻擋作用,其阻水能力是由其厚度、巖性組合及力學(xué)強(qiáng)度決定的.厚度越大,越不易出水.其巖性組合及力學(xué)強(qiáng)度是控制底板巖層受采動(dòng)影響的重要因素.當(dāng)煤層底板巖層軟硬相間時(shí),不易形成裂隙;當(dāng)?shù)装鍘r層自近(煤層)而遠(yuǎn),強(qiáng)度由弱到強(qiáng)時(shí),巖層間易形成采動(dòng)裂隙。煤層到底板含水層之間的距離由采礦破壞深度、有效隔水層厚度及導(dǎo)高三部分組成(導(dǎo)高是承壓水沿煤層底板導(dǎo)水裂隙上升的高度).起阻水作用的主要是有效隔水層厚度.如果礦壓對(duì)底板破壞深度大,導(dǎo)高又大,則有效隔水層厚度相對(duì)減小,工作面底板就容易出水.因而我們只有采取防治水措施,減少礦壓對(duì)底板的破壞深度,減小導(dǎo)高,才能增加有效隔水層厚度,預(yù)防出水。
??? 4.含水層
??? 含水層的富水性及水壓對(duì)工作面底板突水具有重要作用。含水層的富水性是突水大小的物質(zhì)基礎(chǔ),它決定著突水后水害的規(guī)模及對(duì)礦井的威脅程度.富水性與其巖溶裂隙發(fā)育程度、逕流條件、構(gòu)造發(fā)育情況及埋藏深度等因素有關(guān)。
??? 含水層的水壓是工作面底板突水的動(dòng)力,表現(xiàn)為靜水壓力及動(dòng)水壓力兩種形式.未突水前表現(xiàn)為靜水壓力,靜水壓力對(duì)隔水層裂隙具有頂劈擴(kuò)大作用,水壓愈高,作用愈顯著;出水后承壓水頭降低,含水層的水位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,這是以動(dòng)水壓力為主.其作用主要表現(xiàn)在出水后,裂隙被沖刷擴(kuò)大,充填物質(zhì)不斷被帶走,通道越來越暢通,出水量越來越大。
??? 綜上所述,造成工作面底板突水的因素很多,但概括起來主要有礦壓、斷裂、隔水層、含水層4個(gè)方面.針對(duì)以上突水因素,因地制宜,采取相應(yīng)的防治水措施,就能有效地預(yù)防出水.
??? 四、 工作面底板突水防治
??? 根據(jù)以上分析,結(jié)合礦區(qū)實(shí)際,我們認(rèn)為搞好底板突水防治主要從以下幾個(gè)方面入手.
??? 1.采取措施,減少礦壓對(duì)底板的破壞作用
??? 縮短工作面斜長.工作面斜長對(duì)底板的影響,實(shí)際上是礦壓對(duì)底板的破壞深度問題.工作面斜長越大,壓力越大,底板采動(dòng)破壞深度增加,工作面底板越易出水.據(jù)有關(guān)資料推導(dǎo),工作面斜長與底板破壞深度可用如下關(guān)系式表示
??? H=0.5L0.7
??? 式中: H--采礦破壞深度,m; L--工作面斜長,m.
??? 根據(jù)我煤礦工作面斜長與突水關(guān)系,我們認(rèn)為在不影響產(chǎn)量、回收率等問題的基礎(chǔ)上,受徐灰、奧灰水威脅的工作面斜長應(yīng)不超過500 m.
??? 2. 注漿改造是預(yù)防工作面突水的有效措施
??? 該技術(shù)通過地面注漿站集中造漿、注漿,井下施工注漿孔向介于煤層和奧灰強(qiáng)含水層之間的薄層灰?guī)r(即徐灰)注漿,是預(yù)防突水的綜合防治水技術(shù),注漿改造作用及特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
??? (1)改變了含水層的富水性.在注漿壓力作用下,漿液沿裂隙擴(kuò)散、沉析、結(jié)石,使奧灰?guī)r溶裂隙基本上為粘土水泥漿充填,富水性大大減弱,甚至不含水.
??? (2)切斷奧灰與徐灰的補(bǔ)給通道.注漿過程中,在注漿壓力作用下,漿液沿徐灰與奧灰的聯(lián)系通道向下擴(kuò)散、沉析、縮小或堵塞通道斷面,減少或切斷了奧灰對(duì)徐灰的補(bǔ)給通道.
??? (3)加固了底板隔水層,提高其強(qiáng)度.
??? (4)注漿改造可消除導(dǎo)高,增加有效隔水層厚度.通過注漿改造,漿液能有效地充填含水層至隔水層的導(dǎo)水裂隙,消除導(dǎo)高,使原來含水、導(dǎo)水的裂隙帶變成純隔水層,增加了有效隔水層厚度,對(duì)預(yù)防出水極為有利.
??? 3.預(yù)防斷裂出水
??? 根據(jù)前面分析,斷裂是造成工作面底板突水的主要因素之一.“逢突必?cái)唷币殉蔀槿藗兊墓沧R(shí).預(yù)防斷裂出水是礦井防治水工作的主要內(nèi)容之一.具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
??? (1)全面分析區(qū)域構(gòu)造特征,研究斷裂展布規(guī)律.根據(jù)每個(gè)面的巷道揭露情況及鉆探資料,查明工作面斷裂分布情況,為預(yù)防斷裂出水提供依據(jù).
??? (2)按規(guī)定留設(shè)斷層煤柱,特別對(duì)于可能導(dǎo)水?dāng)鄬?,則需按規(guī)定留足防水煤柱.
??? (3)分析斷裂性質(zhì)及力學(xué)特點(diǎn),屬于張性導(dǎo)水?dāng)嗔?,在巷道穿過前,要按規(guī)定提前探查并進(jìn)行注漿加固,達(dá)到預(yù)期效果.否則不能直接揭露.
??? (4)對(duì)斷層交叉點(diǎn)、尖滅端、褶曲軸部等構(gòu)造發(fā)育地段要重點(diǎn)加固防治,預(yù)防工作面在回采過程中出水.
??? (5)巷道穿過斷層帶時(shí),要加強(qiáng)支護(hù),以防滯后出水.
??? (6)認(rèn)真研究滑動(dòng)構(gòu)造特點(diǎn),滑動(dòng)構(gòu)造易形成“層狀”充水帶,對(duì)底板威脅面大.要及時(shí)分析資料,對(duì)滑動(dòng)構(gòu)造明顯的地段要重點(diǎn)防治.
??? 4.疏水降壓
??? 水壓是造成工作面出水的重要因素,通過疏水降壓可以降低水頭壓力,減少水壓對(duì)底板的“頂劈”作用,預(yù)防出水.
??? 六、探放水鉆孔設(shè)計(jì)
??? (一)、探水線、鉆孔深度、孔徑
??? 為了落實(shí)好“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),有掘必探,先探后掘、先治后采”的原則,確保安全掘進(jìn),確定工作面迎頭為探水線,首先采用高分辨電法儀進(jìn)行超前探測(cè),探測(cè)深度不小于90米,根據(jù)每次探測(cè)結(jié)果分析確定重點(diǎn)防治區(qū)域,同時(shí)利用鉆探進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證無異常時(shí)鉆孔孔深60米,鉆孔超前距30米,幫距為20米,每打一次鉆可向前掘進(jìn)30米。防治水設(shè)備采用高分辨電法儀進(jìn)行超前探測(cè),推斷重點(diǎn)防治水區(qū)域。探水采用ZYJ-380/210架柱式回轉(zhuǎn)鉆機(jī),鉆桿Φ=79㎜,孔徑為79mm。
??? (二)、鉆孔數(shù)目及布置方案
??? 結(jié)合高分辨電法儀超前探測(cè)和三下山擴(kuò)區(qū)運(yùn)輸巷掘進(jìn)情況分析 ,掘進(jìn)中每組探水鉆進(jìn)3個(gè)探眼。呈左1、中1、右1扇形布置,探眼距煤層底板1米處水平鉆進(jìn),探眼鉆孔依次為角度依次為為0-20度。根據(jù)電法儀電測(cè)結(jié)果,特殊情況時(shí)進(jìn)行加密布置探眼。
??? 七、安全措施
??? 1、探水工作必須嚴(yán)格執(zhí)行 “有掘必探,先探后掘”的原則。技術(shù)人員要根據(jù)礦圖資料進(jìn)行水情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和充水條件分析。提出合理有效建議,并且報(bào)調(diào)度室及有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審批。
??? 2、掘進(jìn)工作面在開工前要備好堵水材料,存放在掘進(jìn)頭碼放整齊,并且必須配備一臺(tái)完好的探水鉆和一臺(tái)多級(jí)泵,保證排水管路暢通。
??? 3、為了確切掌握探眼的覆蓋面積符合要求,探水工作每班由生產(chǎn)技術(shù)科派技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo),班長負(fù)責(zé)落實(shí),安全員、瓦檢員負(fù)責(zé)監(jiān)督。
??? 4、每次探水前瓦斯員必須先檢查瓦斯和通風(fēng)情況,安全員檢查頂板和煤幫,技術(shù)員標(biāo)定探眼位置,確認(rèn)一切正常后報(bào)當(dāng)班班長。
??? 5、當(dāng)班班長接到技術(shù)員、安全員和瓦檢員通知后,再認(rèn)真檢查巷道行人是否暢通、排水設(shè)備及系統(tǒng)是否可靠,確認(rèn)一切正常后電話匯報(bào)調(diào)度室,經(jīng)調(diào)度室同意后方可開始探水工作。
??? 6、探水人員在探水過程中要嚴(yán)格執(zhí)行探放水操作規(guī)程。
??? 7、探水鉆進(jìn)必須有一名跟班領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督執(zhí)行,遇到問題及時(shí)處理。
??? 8、每次探水完畢后,當(dāng)班技術(shù)員必須將探水情況及時(shí)匯報(bào)礦調(diào)度室和探水隊(duì)隊(duì)長,同時(shí)將探水鉆孔布置圖交探水隊(duì)備案存檔,探眼由驗(yàn)收員驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行掘進(jìn)。
??? 9、巷道掘進(jìn)到允許掘進(jìn)位置時(shí)必須停止掘進(jìn),進(jìn)行探水,安全員要及時(shí)向調(diào)度室和安全科匯報(bào)探眼深度和當(dāng)班掘進(jìn)進(jìn)尺,并認(rèn)真填寫探水記錄牌板。調(diào)度室和安全科要對(duì)匯報(bào)清況記錄備案。
??? 10.探水鉆進(jìn)時(shí)發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或者鉆眼中水壓、水量突然增大和頂鉆等透水征兆時(shí),應(yīng)當(dāng)立即停止鉆進(jìn),嚴(yán)禁拔出鉆桿。由跟班領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)向調(diào)度室匯報(bào),調(diào)度室召集有關(guān)科室及主管領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行分析并制定方案。
??? 11、安全員、瓦檢員要隨時(shí)檢查探眼,隨工作面前掘探眼暴露在巷道煤幫時(shí),無異常情況要及時(shí)采用水泥、砂漿進(jìn)行封堵,以防有毒有害氣體涌出。
??? 12、所有作業(yè)人員包括隊(duì)長、安全員、瓦檢員都必須現(xiàn)場(chǎng)交接班,并將當(dāng)班存在問題及處理結(jié)果記錄在交班記錄本上。
??? 13、安全員當(dāng)班隊(duì)長在交接班時(shí)必須把當(dāng)班掘進(jìn)長度、剩余掘進(jìn)長度交接清楚,以保證安全距離不小于30米。
??? 14、在探水點(diǎn)附近要安設(shè)電話和報(bào)警裝置,遇到水情及時(shí)向調(diào)度室匯報(bào)。
??? 15、在探水施工中,遇到含水層、斷層、陷落柱和積水區(qū)之前,應(yīng)停止鉆進(jìn),安好防水閘門后再繼續(xù)鉆進(jìn)。
??? 16、及時(shí)清理好巷道,保證安全撤離路線暢通無阻。
??? 17、根據(jù)工作面探水情況,探水鉆孔可兼作放水孔。如探至水量較大或有其他水體時(shí)要編制放水措施,進(jìn)行放水作業(yè)。
??? 18、施工地點(diǎn)避災(zāi)路線:三下山擴(kuò)區(qū)運(yùn)輸巷→西大巷進(jìn)風(fēng)巷→副平硐運(yùn)輸大巷→地面
??? 2011年3月
???