断层陷落柱水害防治技术精选PPT.ppt
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1、断层陷落柱水害防治技术第1页,此课件共41页哦陷落柱水害防治技术陷落柱水害防治技术淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011第2页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011陷落柱的形成机理与形成条件陷落柱的形成机理与形成条件形成条件:形成条件:1、巨厚层可溶岩地层、巨厚层可溶岩地层 2、强侵蚀性地下水流、强侵蚀性地下水流 3、地下水强径流带及大型溶蚀空洞暗河、地下水强径流带及大型溶蚀空洞暗河 4、往往与区域性地质构造相关、往往与区域性地质构造相关第3页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术
2、交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011陷落柱的形成机理与形成条件陷落柱的形成机理与形成条件形成机理:形成机理:初期构造控制与岩溶分异作用初期构造控制与岩溶分异作用水流与溶蚀的互馈作用水流与溶蚀的互馈作用根部的生成深度与多期垮塌作用根部的生成深度与多期垮塌作用形成过程的渐进性形成过程的渐进性水文地质特征的多变性与分带性水文地质特征的多变性与分带性第4页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011陷落柱垂向水文地质特征陷落柱垂向水文地质特征A A 全通式导水全通式导水B B 下通式导水下通式导水C C 上通式导水上通式导水第5
3、页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011陷落柱切面水文地质特征陷落柱切面水文地质特征第6页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011陷落柱直接导水模式陷落柱直接导水模式陷落柱陷落柱导水通道作用导水通道作用第7页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011陷落柱间接导水模式陷落柱间接导水模式陷落柱陷落柱导水通道作用导水通道作用第8页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-
4、2011塑性变形带陷落柱水压关键层采空区采动破坏区煤层岩层岩层裂隙薄隔水层直接破断突水模式薄隔水层直接破断突水模式-浅隐伏陷落柱浅隐伏陷落柱陷落柱诱发矿井水害模式陷落柱诱发矿井水害模式第9页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011隔水保护层剪切破裂突水模式隔水保护层剪切破裂突水模式 深隐伏陷落柱深隐伏陷落柱塑性变形带陷落柱水压关键层采空区采动破坏区岩层岩层煤层陷落柱诱发矿井水害模式陷落柱诱发矿井水害模式峰峰九龙矿峰峰九龙矿第10页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011塑性变
5、形陷落柱p水压岩层采空区采空区rarbp煤柱侧壁揭露或破断突水模式侧壁揭露或破断突水模式-切穿式陷落柱切穿式陷落柱陷落柱诱发矿井水害模式陷落柱诱发矿井水害模式东庞与范各庄矿东庞与范各庄矿第11页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011 突水水源的水量充沛:突水水源的水量充沛:根据陷落柱的基本成因条根据陷落柱的基本成因条件可知,只要有陷落柱存在,则必然在其根部存在件可知,只要有陷落柱存在,则必然在其根部存在有厚层的可溶岩(如石灰岩),而厚层可溶岩又往有厚层的可溶岩(如石灰岩),而厚层可溶岩又往往构成富水含水层,该类含水层不仅有丰富的静贮
6、往构成富水含水层,该类含水层不仅有丰富的静贮量,也往往具有较大的补给量。所以一旦发生陷落量,也往往具有较大的补给量。所以一旦发生陷落柱型突水,其突水水量往往较大。柱型突水,其突水水量往往较大。陷落柱水文地质特点之一陷落柱水文地质特点之一第12页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011 突突水水水水压压大大、流流速速高高:北北方方型型煤煤田田厚厚层层灰灰岩岩含含水水层层主主要要是是奥奥陶陶系系灰灰岩岩含含水水层层,该该含含水水层层赋赋存存于于煤煤系系地地层层之之下下一一定定的的深深度度,且且在在煤煤层层和和含含水水层层之之间间存存在在有
7、有一一定定厚厚度度的的隔隔水水层层,奥奥陶陶系系灰灰岩岩含含水水层层往往往往在在平平面面上上延延展展的的范范围围较较大大,其其主主要要在在地地势势较较高高处处的的裸裸露露露露头头区区接接受受大大气气降降水水或或地地表表水水补补给给,在在煤煤层层之之下下的的含含水水层层水水往往往往处处于于高高承承压压状状态态,一一旦旦发发生生突突水水,往往往往呈呈现现出出突突水水点点水水压压大大,突突水水流速高的特点。流速高的特点。陷落柱水文地质特点之二陷落柱水文地质特点之二第13页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011 突突水水通通道道具具有有隐隐
8、蔽蔽性性和和难难以以探探知知性性:陷陷落落柱柱的的形形成成原原因因决决定定了了其其具具有有点点状状导导水水构构造造的的特特点点,尽尽管管有有些些陷陷落落柱柱的的直直径径可可达达数数百百米米,但但和和整整个个地地质质结结构构体体相相比比,其其仍仍具具有有很很强强的的局局部部性性,特特别别是是在在陷陷落落柱柱的的周周边边区区域域,地地层层层层序序仍仍保保持持着着正正常常状状态态,这这就就形形成成了了通通过过地地层层层层序序和和构构造造形形态态分分析析预预测测陷陷落落柱柱变变的的十十分分困困难难,甚甚至至不不可可能能,陷陷落落柱柱的的隐隐蔽蔽性性和和难难以以探探知知性性,决决定定了了陷陷落落柱柱突水
9、具有突发性和难以防范性。突水具有突发性和难以防范性。陷落柱水文地质特点之三陷落柱水文地质特点之三第14页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011 陷落柱型导水通道除了上述特点外,还应注意到陷落柱型导水通道除了上述特点外,还应注意到并不是所有的陷落柱都具有导水性,可以说百分之并不是所有的陷落柱都具有导水性,可以说百分之八九十以上的陷落柱因在长期的地质作用过程中已八九十以上的陷落柱因在长期的地质作用过程中已被压实和胶结,其本身并不具备导水的能力。对于被压实和胶结,其本身并不具备导水的能力。对于一些导水陷落柱,其导水特点在平、剖面上也不完一
10、些导水陷落柱,其导水特点在平、剖面上也不完全一样。全一样。陷落柱水文地质特点之四陷落柱水文地质特点之四第15页,此课件共41页哦陷落柱水文地质性质探查方法陷落柱水文地质性质探查方法专门水文地质试验专门水文地质试验寻找水位水温异常点寻找水位水温异常点水文动态记录分析水文动态记录分析寻找水位水温异常点寻找水位水温异常点化学示踪试验化学示踪试验确定水力联系通道位置确定水力联系通道位置三维地震勘探三维地震勘探寻找地质异常寻找地质异常区域地质构造及地区域地质构造及地下水流场分析下水流场分析从成因机制上预从成因机制上预测其发育规律测其发育规律淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术
11、交流材料-2011综合方法:综合方法:第16页,此课件共41页哦通过垂向上不同含水层的试验通过垂向上不同含水层的试验孔对不同含水层进行相互干扰孔对不同含水层进行相互干扰试验(相互之间分别作为激励试验(相互之间分别作为激励孔和接收孔)孔和接收孔)查明垂向不同含水层之间水力联系查明垂向不同含水层之间水力联系查明垂向不同含水层水力联系位置与强度查明垂向不同含水层水力联系位置与强度为最优防治水工程设计提供依据为最优防治水工程设计提供依据淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011陷落柱水文地质性质探查方法陷落柱水文地质性质探查方法水力干扰试验方法:水力干扰试验方法
12、:第17页,此课件共41页哦地面导斜地面导斜注浆封堵注浆封堵陷落柱突陷落柱突水原理示水原理示意图意图 陷落柱水害防治陷落柱水害防治淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011注浆改造技术:注浆改造技术:第18页,此课件共41页哦陷落柱水害防治陷落柱水害防治淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011 导水陷落柱防水煤柱厚度的确定方法。与断层防水煤柱的留设方法一样,对于陷落柱防水煤柱的留导水陷落柱防水煤柱厚度的确定方法。与断层防水煤柱的留设方法一样,对于陷落柱防水煤柱的留设,必须要考虑其周边垮落影响破裂带宽度及煤层与陷落
13、柱的空间产状关系,首先要确定采掘停头距设,必须要考虑其周边垮落影响破裂带宽度及煤层与陷落柱的空间产状关系,首先要确定采掘停头距陷落柱影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与陷落柱影响带外边界的最近距离位置,根据水压陷落柱影响带外边界的最近距离位置或采空冒落带与陷落柱影响带外边界的最近距离位置,根据水压和岩层的阻水能力计算该位置的安全煤柱厚度(如图中的和岩层的阻水能力计算该位置的安全煤柱厚度(如图中的L LR R),然后根据煤层与陷落柱空间位置关系、陷),然后根据煤层与陷落柱空间位置关系、陷落柱外围导水裂隙带的宽度及回采工作面上覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度落柱外围导水裂隙带的宽度及回采工作面上
14、覆地层的垮裂角计算煤柱留设厚度L L。防水煤岩柱留设技术:防水煤岩柱留设技术:第19页,此课件共41页哦断层水害防治技术断层水害防治技术淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011第20页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011断层断层直接导水通道模式直接导水通道模式断层断层导水通道作用导水通道作用第21页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011断层间接断层间接导水通道模式导水通道模式断层断层导水通道作用导水通道作用第22页,此课件共41
15、页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011Hp推进方向 含水层 断层 导升带 断裂直通式导通突水模式断裂直通式导通突水模式 断层诱发矿井水害模式断层诱发矿井水害模式第23页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011Hp推进方向 含水层 断层 Hy导升带 断裂诱发承压水导升带突变突水模式断裂诱发承压水导升带突变突水模式 断层诱发矿井水害模式断层诱发矿井水害模式第24页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011Hp推进方向 含水层 断层 导
16、升带 Hp1Hy断裂诱发底板破坏带突变突水模式断裂诱发底板破坏带突变突水模式断层诱发矿井水害模式断层诱发矿井水害模式第25页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011Hp推进方向 含水层 断层 裂隙带 导升带 Hp1Hy组合断裂诱发隔水层厚度突变突水模式组合断裂诱发隔水层厚度突变突水模式 断层诱发矿井水害模式断层诱发矿井水害模式第26页,此课件共41页哦淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料淮南矿业集团煤矿水害防治技术交流材料-2011图图1.煤层与含水层因断层带対接式接触示意图煤层与含水层因断层带対接式接触示意图 对接式:对接式:是指由
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