煤層頂板水害防治技術(shù)研究.doc

《煤層頂板水害防治技術(shù)研究.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、煤層頂板水害防治技術(shù)研究［摘要］隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的提高，現(xiàn)我國(guó)煤炭開(kāi)采的技術(shù)及工藝也得到了很大程度的提高。但是在煤礦開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)煤層頂板因充水而使得煤礦開(kāi)采因出現(xiàn)水害而停止施工的情況。文章以我公司開(kāi)采的某煤礦為實(shí)例分析了煤層頂析充水的機(jī)理及水害形成的原因，并針對(duì)水害所產(chǎn)生的原因提出了相應(yīng)的治理措施。［關(guān)鍵詞］煤層水害；充水機(jī)理；防治技術(shù)［中圖分類號(hào)JF407.21［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B［文章編號(hào)］1672-5158(2013)06-0303-010引言隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，現(xiàn)我國(guó)工農(nóng)行業(yè)對(duì)于煤炭的需要求越來(lái)越大，但是現(xiàn)隨著經(jīng)

2、濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，現(xiàn)人們?cè)絹?lái)越重視有限資源的使用及開(kāi)采，能源緊張的情況越來(lái)越明顯。山西是我國(guó)煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)當(dāng)中的重要組成部分，對(duì)于山西煤礦的開(kāi)采，國(guó)家尤為重視。因此對(duì)于影響煤炭開(kāi)采的原因一一煤層頂析水害的岀現(xiàn)，我們必須將對(duì)其的重視度提高,以讓煤炭的開(kāi)采順利進(jìn)行，促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1礦井與煤層工程簡(jiǎn)介本段煤層標(biāo)為15號(hào)，其主井為斜進(jìn)，坡度22。，長(zhǎng)度達(dá)569m；其副井也為斜進(jìn)，坡度23。40',長(zhǎng)度達(dá)5021T1O風(fēng)井為立井，直徑5.50m,深度為285nio15號(hào)煤層的上方為3號(hào)煤層，且與3號(hào)煤層底部的距離處91,18m到133,

3、84m之間，平均距離為104.85m；與上層K2灰?guī)r底的距離在3m以內(nèi)，與下層02灰?guī)r頂?shù)木嚯x處14.50mgc32.0m之間,平均距離為22.23m,煤層厚度在2.56m到6.00m之間平均厚度為4.22m,煤層穩(wěn)定性較高，厚度變異系數(shù)22.24%。煤層的直接頂板為K2石灰?guī)r或是泥巖，而老頂主要是K2石灰?guī)r，底析主要是泥巖或是含黃鐵礦的泥巖，部分是粉砂質(zhì)的泥巖。煤層含4層以內(nèi)的夾石干，多為泥巖或炭質(zhì)泥巖，厚度處0.05m到0.93m間。厚夾肝大部分都在煤層的下療,其含肝率平均為11.96%o15號(hào)煤層和3號(hào)煤層的屮間地段大多數(shù)是含K2、K3、K4、

4、K5、K6的含水層。2煤層頂板充水的工作機(jī)理一般來(lái)說(shuō)，在巷道挖掘或是采礦工作進(jìn)行之后都會(huì)使得臨空面得以形成。然而臨空面其本身的應(yīng)力就不穩(wěn)定，在應(yīng)力平衡關(guān)系被破壞以后，其會(huì)使得圍巖發(fā)生變形或是位移，而這必然會(huì)使得礦空間得以形成或是產(chǎn)生新的導(dǎo)水通道，或是使得某種地質(zhì)構(gòu)造得以激活而加大了水害產(chǎn)生的可能性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，15號(hào)煤層頂板出現(xiàn)充水的工作機(jī)理主要是頂板巖層因開(kāi)形而遭到破壞。在進(jìn)行冋采之后，圍巖都會(huì)產(chǎn)生變形或是發(fā)生位移，其實(shí)質(zhì)是圍巖在采礦位置的邊界處釋放了其應(yīng)有的應(yīng)用力，而對(duì)圍巖的應(yīng)力進(jìn)行了重新分布，并改變了原有的力學(xué)平衡。若此時(shí)開(kāi)采面方面覆巖的應(yīng)力發(fā)生

5、變化，那么下層偉I巖的應(yīng)力分布情況及釋放情況都會(huì)有所改變，然而這種改變會(huì)使得煤層的頂板巖層過(guò)早岀現(xiàn)垮落，這樣一來(lái)頂板巖層就會(huì)口然產(chǎn)生一個(gè)拉應(yīng)力。在這種情況下，若外部的作用力大于巖層的承受力，那么頂板的覆巖就會(huì)產(chǎn)生離層、垮落、變形或是張裂等情況而使得新的導(dǎo)水通道得以形成導(dǎo)致水源進(jìn)入煤層，使得煤層頂板出現(xiàn)充水情況。3煤層頂板復(fù)合水害形成的原因煤層頂板復(fù)合水害形成的原因主要有以下幾方iin第一是臨空面的出現(xiàn)使得巖層出現(xiàn)變形與位移。礦井在巷道挖掘或是工作面進(jìn)行回采之示自然就會(huì)形成臨空面，而因上層煤層口身的重力及構(gòu)造應(yīng)力的作用，煤層的頂板就會(huì)受力百使得巖層發(fā)生

6、變形或是位移。當(dāng)此變形或是位移發(fā)展到一定程度時(shí)就會(huì)導(dǎo)致圍巖遭到破壞出現(xiàn)垮落或是離層籌現(xiàn)象，從而使得導(dǎo)水的通道形成致使水源進(jìn)入導(dǎo)致水害形成。第二是開(kāi)采方法及開(kāi)采厚度所帶來(lái)的影響。開(kāi)采不斷進(jìn)行，開(kāi)采的厚度就會(huì)加大，其空間也會(huì)增加，使得圍巖變形的幅度加大，而這很有可能會(huì)導(dǎo)通與之相鄰的充水含水層，從而使得水流直接注入頂板而形成水害。第三是頂板巖層本身的破裂或損傷。若煤層頂板在進(jìn)行回采之后直接垮落了，那么整個(gè)頂板的抗壓能力幾乎為舍棄，對(duì)于上部巖層的重力其很難抵抗，而這就會(huì)使得煤壁的壓力不斷加大，從而導(dǎo)致煤層頂板出現(xiàn)水害的可能性增加。4治理煤層頂板復(fù)合水害措施針

7、對(duì)于煤層頂板充水的機(jī)理及復(fù)合水害的形成原因，我們可從以下方面來(lái)進(jìn)行水害的治理：第一，有針對(duì)性地編制防治水的預(yù)案及所要采取的措施。對(duì)于煤層頂析水害的防治工作，不僅需要規(guī)劃的整體性，而且還需要工作機(jī)制的有效性，不然就算能解決表面的水害問(wèn)題也不能徹底根治水害所產(chǎn)生的根本性問(wèn)題。在這方面我們可建立相關(guān)的觀測(cè)系統(tǒng)或是安裝自動(dòng)化的觀測(cè)系統(tǒng)，以便及時(shí)了解煤層頂板的具體情況，做好水害的預(yù)防工作。第二，煤礦開(kāi)采的工藝及方法要不斷完善。對(duì)于頂板管理要選擇一些適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ允箮r層的移動(dòng)能夠減緩，從而使得導(dǎo)水裂隙帶的高度得以降低。在挖掘工作血的下平巷時(shí)要根據(jù)其坡度來(lái)進(jìn)行，使其

8、在后其能夠讓水流自然通過(guò)以排放出去。若開(kāi)采面為淋水面則耍利用偽斜的方法來(lái)進(jìn)行，同時(shí)還要注意老空側(cè)的底板要低于