帶壓開采措施

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1、鄭煤集團(tuán)東坪煤礦“帶水壓開采”安全技術(shù)措施編制單位：鄭煤集團(tuán)東坪煤礦編制日期：2009年9月9東坪煤礦二1煤層“帶壓開采”參數(shù)計(jì)算一、概況東坪煤礦位于鄭州礦區(qū)登封煤田白坪井田淺部，處于地下水徑流區(qū)，主要開采煤層為二疊系下統(tǒng)山西組下部的二1煤和太原組底部的一3煤層。東坪煤礦設(shè)計(jì)礦井涌水量為100m3/h，設(shè)計(jì)最大涌水量157m3/h，水倉(cāng)容量1130m3，目前礦井涌水量100m3/h。礦井主排水系統(tǒng)安裝了三臺(tái)D155－64×6水泵三臺(tái)，水泵聯(lián)系排水能力為260m3/h，排水能力滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。（一）、地質(zhì)構(gòu)造本礦區(qū)位于白坪井田東南

2、部二1煤層露頭附近，屬于嵩山背斜與箕山背斜之間的潁陽～蘆店向斜的南翼東段，嵩箕構(gòu)造區(qū)。從煤層底板等高線圖及礦區(qū)地質(zhì)剖面圖上可以看出，總體構(gòu)造形態(tài)為一地層走向280°，傾向10°，傾角15～23°的單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)僅在其東邊界發(fā)育一條正斷層（即箕F31）。在本礦的開采過程中，未遇見大的斷層和褶曲，本礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)程度雜應(yīng)為簡(jiǎn)單。（二）、水文地質(zhì)條件該礦水文地質(zhì)條件中等。影響開采的主要水源為煤層底板以下的石炭系上統(tǒng)太原組上部的L7—8層石灰?guī)r、下部的L1—4層灰?guī)r和∈石灰?guī)r含水層。9以上含水層均為承壓含水層，其中L7—8層灰?guī)r為二1煤層底板含水

3、層，距二1煤層約20m，含水性較若，易疏干，是礦井疏放對(duì)象。L1—4層灰?guī)r為主要承壓含水層，它與下部寒武系灰?guī)r含水層有較密切的水力聯(lián)系，距二1煤層底板平均45m。另外，該區(qū)域二1煤層頂板大占砂巖含水層，一般含水性較弱，逕流條件差，水源不豐富，不足以對(duì)礦井構(gòu)成影響。東坪煤礦設(shè)計(jì)開采最低標(biāo)高－100m，根據(jù)登封分公司水位觀測(cè)結(jié)果，目前井田內(nèi)寒灰水位標(biāo)高為+155.0m.。因此，東坪煤礦“帶水壓開采”主要針對(duì)的是L1—4層灰?guī)r含水層和寒武系灰?guī)r含水層。二、帶壓開采可行性計(jì)算：1、根據(jù)斯列沙遼夫公式：H臨=2Kp+rt（公式一）T臨=(公式二)式

4、中：H臨—隔水層底板的臨界水壓值（t/m2）t臨—隔水層底板的臨界厚度（m）L—采區(qū)巷道底寬或回采工作面最大的控頂距（m）Kp—底板隔水層巖石的抗張強(qiáng)度（t/m2）r—底板隔水層巖石的容重（t/m3）H—作用于底板隔水層的水壓值（t/m2）9根據(jù)以上兩式算出的臨界值，與礦井實(shí)際存在的水壓值及隔水層厚度比較，若：（1）、作用于隔水層底板的實(shí)際水壓值小于H臨，但實(shí)際的底板隔水層厚度大于t臨，則可認(rèn)為底板穩(wěn)定，一般可以正常采掘。（2）、作用于隔水層底板的實(shí)際水壓值小于H臨，而實(shí)際的底板隔水層厚度小于t臨，則可認(rèn)為底板不穩(wěn)定，要保證安全生產(chǎn)，必須

5、采取安全措施。（3）、作用于隔水層底板的實(shí)際水壓值大于H臨，而實(shí)際的底板隔水層厚度也大于t臨，則可認(rèn)為底板基本上是穩(wěn)定的，但在巖石比較破碎地段，要采取安全措施。（4）、作用于隔水層底板的實(shí)際水壓值大于H臨，而實(shí)際的底板隔水層厚度小于t臨，則可認(rèn)為底板極不穩(wěn)定，要保證安全生產(chǎn)，必須采取安全措施。2、突水系數(shù)計(jì)算根據(jù)公式：ts=P/(M-CP-MI)（公式三）式中：ts—突水系數(shù)Mpa/mP—隔水層底板承受的水壓值(Mpa)M、t—底板隔水層厚度（m）Cp—采礦對(duì)底板隔水層的擾動(dòng)破壞（m）Mr___原始導(dǎo)升高度m計(jì)算實(shí)際突水系數(shù)值與本礦區(qū)臨界

6、突水系數(shù)值ts臨9比較，若ts＞ts臨，則工作面回采嚴(yán)重受水害威脅。根據(jù)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》和鄭州礦區(qū)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，富水區(qū)或底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)值ts臨取0.06Mpa/m，正常塊段ts臨取0.1Mpa/m。3、根據(jù)以上公式分別計(jì)算H臨、t臨、ts根據(jù)2004年鄭州礦務(wù)局地質(zhì)勘探工程公司編制的《資源儲(chǔ)量核查報(bào)告》二1煤層底板以下主要隔水層巖性為砂泥巖，結(jié)合現(xiàn)有井下開采實(shí)際情況，公式中主要參數(shù)分別為：Kp—取隔水層最小平均抗張強(qiáng)度42.6t/m2r—取隔水層巖石的平均容重2.60t/m3H—為（100+45+155）=300t/m

7、2L—分別為5m和20mM、t—底板隔水層厚度45mCp—采礦對(duì)底板隔水層的擾動(dòng)破壞厚度15mMr—承壓水原始導(dǎo)升高度5m(一)掘進(jìn)巷道(1)當(dāng)在煤層中掘進(jìn)時(shí)，L取巷道寬度為5.0m，H取300t/m2，t實(shí)=M=45m代入公式一、公式二，經(jīng)計(jì)算得：H臨=7018.2t/m2>H實(shí)（300t/m2）t臨=9.01m，實(shí)際上H實(shí)（300t/m2）t臨=9.01m

8、，符合第（1）種情況，即：巷道掘進(jìn)是安全的。（二）采煤工作面L取工作面初步放頂距20m，H取300t/m2，t實(shí)=45m,代入公式一、公式二，經(jīng)計(jì)算得：H臨=548.33t/m2>H實(shí)（300