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《礦井突水預(yù)測(cè)理論方法及監(jiān)測(cè)技術(shù)總結(jié)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、礦井突水預(yù)測(cè)理論方法及監(jiān)測(cè)技術(shù)總結(jié)摘要：本文詳細(xì)闡述了礦井突水征兆和突水水源的識(shí)別方法，并總結(jié)了近年來礦井突水預(yù)測(cè)的理論方法及監(jiān)測(cè)技術(shù)。關(guān)鍵詞：礦井突水突水征兆突水預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展與國家安全戰(zhàn)略離不開能源和礦產(chǎn)資源的強(qiáng)有力支撐，而地下開采方式是目前我國獲得多種能源資源與礦產(chǎn)資源的重要途徑。隨著開采深度、開采強(qiáng)度、開采速度、開采規(guī)模的增加和擴(kuò)大，礦井突水問題日益嚴(yán)重，尤其是近幾年，礦井突水事故頻繁發(fā)生，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失，嚴(yán)重影響和制約著礦山的安全生產(chǎn)。因此，開展采動(dòng)條件下礦井突水預(yù)測(cè)
2、預(yù)報(bào)理論及監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，對(duì)于采動(dòng)巖體突水預(yù)測(cè)與防治、開采方法的改進(jìn)、安全度的評(píng)價(jià)具有重大理論意義和實(shí)際價(jià)值。1礦井突水征兆從開拓工作面開始，發(fā)展到突水的期間內(nèi)，在工作面及其附近往往會(huì)出現(xiàn)一些征兆。a.承壓水與承壓水有關(guān)斷層水突水征兆：①工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾倒或折梁斷柱現(xiàn)象；②底軟膨脹、底膨張裂。這種征兆多隨頂板來壓之后發(fā)生，且較普遍，在采掘面圍巖內(nèi)出現(xiàn)裂縫，當(dāng)突水量大、來勢(shì)猛時(shí)，會(huì)伴有“底爆”響聲；③先出小水后出大水也是較常見的征兆；④采場(chǎng)或巷道內(nèi)瓦斯量顯著增大。b.沖積層水突水征兆：①突
3、水部位巖層發(fā)潮、滴水，且逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)水中有少量細(xì)砂；②發(fā)生局部冒頂，水量突增并出現(xiàn)流砂，流砂常呈間歇性，水色時(shí)清、時(shí)混；③發(fā)生大量潰水、潰砂，這種現(xiàn)象可能影響至地表，導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷坑。c.老窯水突水征兆：①煤層發(fā)潮、色暗無光；②煤層“掛汗”；③采掘面、煤層和巖層內(nèi)溫度低“發(fā)涼”；④在采掘面內(nèi)若在煤壁、巖層內(nèi)聽到“吱吱”-17-的水呼聲時(shí)，表征因水壓大，水向裂隙中擠壓發(fā)出的響聲，說明離水體不遠(yuǎn)了，有突水危險(xiǎn)；⑤老窯水一般呈紅色，含有鐵，水面泛油花和臭雞蛋味。2礦井水源的識(shí)別采掘過程中發(fā)現(xiàn)突水
4、征兆，及時(shí)告誡并采取必要防范措施，以減緩或防止突水事故發(fā)生。礦井突水后，如何查清水源，達(dá)到有針對(duì)性的治理，則是礦井出現(xiàn)突水后的一個(gè)重要問題。水源識(shí)別主要有以下方法：2.1地質(zhì)、水文地質(zhì)分析法熟悉掌握井田或采區(qū)內(nèi)已存在或可能存在的斷層位置、性質(zhì)、落差、兩盤含水層錯(cuò)動(dòng)情況；斷裂構(gòu)造的組合特征、含水層數(shù)目、厚度、含水類型、水壓大小、富水性、裂隙或巖溶發(fā)育程度；礦層與直接或間接充水含水層的距離、隔水層厚度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性；老窯邊界、舊鉆孔位置及封孔質(zhì)量；地表水是否與礦坑水有聯(lián)系。通過上述方法可以初步確定井田內(nèi)突水
5、的類型和位置。2.2突水點(diǎn)位置和突水形態(tài)分析法在采礦過程中，由于煤層底板或斷層應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生了變化，承壓水的入侵高度沿?cái)鄬訋Щ蚱茢嗟牡装逑蛏习l(fā)展產(chǎn)生遞進(jìn)導(dǎo)升現(xiàn)象，以致造成突水。因此，突水過程具有巖體應(yīng)力、滲透性變化、水壓升高、涌水量增大等一系列前兆。這些前兆是突水預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的依據(jù)，通過傳感器對(duì)應(yīng)力、水壓的變化幅度等信息進(jìn)行分析處理，來反演突水區(qū)域，進(jìn)而計(jì)算突水點(diǎn)的位置。突水形態(tài)是指水從突水點(diǎn)流出還是冒出；是一陣大一陣小，還是緩慢增大；是上翻出水、噴射，還是緩流水，以此判斷水壓的相對(duì)大小，同時(shí)也反映出動(dòng)水量大
6、小。2.3突水?dāng)y出物分析法無論是地表水或井下承壓含水層中的水，潰入采掘工作面時(shí)，一般都能攜出突破點(diǎn)附近圍巖物質(zhì)；可通過觀察和分析這方面的資料來確定突水位置。2.4地下水動(dòng)態(tài)分析法井巷突水前，地下水運(yùn)動(dòng)處于相對(duì)動(dòng)平衡態(tài)，在疏放流場(chǎng)中，其流向、水力坡度、水質(zhì)、水溫都相對(duì)穩(wěn)定。突水后，勢(shì)必打破原平衡狀態(tài)，在水位、水質(zhì)、水量等方面應(yīng)有所反映。通過動(dòng)態(tài)分析法，可以分析判斷突水水源。2.5水化學(xué)法-17-水化學(xué)法是研究地下水自身組分的變化，從微觀上判別和認(rèn)識(shí)不同水源間差異和聯(lián)系的一種方法。要判別井下突水水源，必須首
7、先搞清不同水源之間的區(qū)別和各自特征，并掌握其形成特征的自然規(guī)律。地下水在形成過程中，由于受到含水層的沉積期、地層巖性、建造和地化環(huán)境等諸多因素的影響，使儲(chǔ)存在不同含水層中的地下水主要化學(xué)成分有所不同。近年來，由于計(jì)算技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)得到迅速發(fā)展，一些定量、半定量的方法已經(jīng)應(yīng)用到對(duì)礦井突水水源的判別中，如模糊綜合評(píng)判法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色關(guān)聯(lián)分析等等。每種方法有其自身的特點(diǎn)，同時(shí)也存在一定的局限性。針對(duì)不同情況，如何從方法上揚(yáng)長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井突水水源的準(zhǔn)確判別及預(yù)測(cè)。3礦井突水預(yù)測(cè)3.1
8、突水系數(shù)法我國學(xué)者早在1964年就開始了底板突水規(guī)律的研究，提出了采用突水系數(shù)作為預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)底板突水與否的標(biāo)準(zhǔn)。突水系數(shù)就是單位隔水層所能承受的極限水壓值，表達(dá)式為式中，p——作用于底板的水壓，MPa；M——底板厚度，m。用突水系數(shù)評(píng)價(jià)底板穩(wěn)定性的關(guān)鍵在于確定臨界突水系數(shù)Ts，可定義為每米隔水層厚度所能承受的最大水壓。若TTs則說明底板不穩(wěn)定，發(fā)生底板突水的可能性大。3.2 阻水系數(shù)法阻水系數(shù)法是
