ch6水体下与承压水上采煤.pptx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《ch6水体下与承压水上采煤.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ch6水体下与承压水上采煤.pptx(50页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、概概 述述水体下采煤地表水体下或地下水体下采煤开采 煤体上的水体开采空间(由于岩层移动和变形)水和开采空间存在着一种水力联系弱水力联系 增加排水费用 强水力联系 突水或透水事故第1页/共50页我国各类水体下采煤的典型实例我国各类水体下采煤的典型实例水体水体类型类型矿井名称矿井名称 防水煤岩防水煤岩柱最小垂柱最小垂高高(m)(m)单层采厚单层采厚(m)(m)累计采累计采厚厚(m)(m)煤层倾煤层倾角角()煤岩柱煤岩柱类型类型技术措施技术措施出水量出水量(m3/h)(m3/h)淮河淮河李咀孜矿李咀孜矿70706.06.020204545防水防水分层间歇开采分层间歇开采正常正常小汶河小汶河孙村矿、孙
2、村矿、张庄矿张庄矿303040401.81.82.02.03.83.82020防水防水分层间歇开采分层间歇开采正常正常上官塘水库上官塘水库石壁塘矿石壁塘矿 80801001001.41.42.72.738384141防水防水分层间歇、非正规条带分层间歇、非正规条带开采开采开采开采正常正常小南洪水库小南洪水库柳花岭矿柳花岭矿88881.41.42.42.41.41.42.42.46 67 7防水防水分层间歇开采分层间歇开采最大最大3.043.04,一,一般般1.31.32.42.4微山湖微山湖徐庄矿徐庄矿444462621.71.71.91.92 22424防水防水分层间歇开采分层间歇开采正常正
3、常塌陷区积水塌陷区积水孔集矿孔集矿80801001006.06.011.911.975759090防水防水伪倾斜柔性掩护支架、伪倾斜柔性掩护支架、长走向小阶段间歇开采、长走向小阶段间歇开采、严禁超限出煤严禁超限出煤正常正常顶底板砂岩水顶底板砂岩水刘桥一矿刘桥一矿 距含水层距含水层4 48 81.81.82.82.84.64.628283030相当于相当于防砂防砂预先疏放、边采边疏预先疏放、边采边疏石灰岩岩溶水石灰岩岩溶水南桐二井南桐二井414150503.03.03.53.53737相当于相当于防砂防砂预先疏放、专门疏水巷预先疏放、专门疏水巷道道2020492492分层间歇开采分层间歇开采朱仙
4、庄矿朱仙庄矿404050502.02.02.22.26.06.010101515防水防水分层间歇开采分层间歇开采松散弱含水层松散弱含水层柴里矿柴里矿151520202.02.03.53.511.511.58 8防砂防砂分层间歇开采分层间歇开采松散弱含水层松散弱含水层邢台矿邢台矿101015152.02.02.22.26.06.01010防塌防塌分层间歇开采、仰上钻分层间歇开采、仰上钻孔孔第2页/共50页近水体采煤的特征近水体采煤的特征u进行水体下采煤首先要分析开采引起的覆岩中的裂缝是否互相连通以及互相连通的裂缝是否波及到水体。因此,研究覆岩破坏规律,特别是能够导水的冒落带和裂缝带的高度及其分布
5、形态至关重要。在许多情况下,尽管地表产生较大的移动和变形、甚至出现裂缝,但只要这些裂缝在某个深度上自行闭合而不构成井下涌水的通道,就不会发生透水事故。u水体下采煤时的保护对象主要是矿井本身,即保证在水体下开采时矿井的安全。只有在必要时(如水体为地面灌溉用的水库)才考虑水体及其附属设施的保护。因此,在进行水体下采煤时应着重研究如何防止水体和采区之间形成透水的通道、造成井下突水事故;在水体与采区之间构成水力联系无法避免时,如何使其引起的矿井涌水量小于矿井排水能力。u由于水具有流动性,覆岩破坏一旦波及水体的边缘,就可能导致水体全部流入井下;因此,水体必须作为一个整体加以保护,有时还不得不将水体下方的
6、部分岩层块段一起进行保护。第3页/共50页地表水体:积聚在江、海、河、湖、水库、沼泽、水渠、坑、塘和塌陷区中的水 地下水体:积聚在岩石和松散层空隙中的水 松散层水体:第四纪和第三纪松散层中的含水 基岩含水层水体:砂岩、砾岩、砂砾岩及石灰岩 岩溶含水层水体 采空区积水 孔隙水、裂隙水及岩溶水复合型水体 地表水和地下水联通 水体的基本类型水体的基本类型第4页/共50页水体下采煤的可行性水体下采煤的可行性 进行水体下采煤,除要考虑开采引起的覆岩中的裂缝是否互相连通以及互相连通的裂缝是否波及到水体外,还要分析在受开采影响后,防水煤岩柱是否还具有足够的隔水性能。合理地确定煤层的开采上限,正确地选择开采方
7、法和防护措施,以期做到既能最大限度地采出煤炭资源又能确保矿井的安全。第5页/共50页 覆岩的隔水性覆岩的隔水性覆岩的隔水性与其岩性、岩相及结构面等因素有关。(1)覆岩的岩性 岩性是评价覆岩隔水性的最重要依据。影响覆岩隔水性能的主要因素是岩石颗粒的大小及其胶结形式。颗粒越小,级配越适当,隔水性能就越好。粘土比例大于30的岩层是良好的隔水层;粘土含量为1130的岩层可作为相对隔水层;粘土含量少于10的岩层隔水性能很差;粘土页岩和泥质页岩等塑性岩层隔水性能较好。第6页/共50页覆岩的隔水性覆岩的隔水性(2)岩相 岩相是指沉积岩生成的条件和环境。岩相特征是评价沉积岩隔水性的依据之一。就隔水性而言,其优
8、劣顺序是:海相、湖泊相、风成沉积相、河流冲积相、冰水沉积相。第7页/共50页覆岩的隔水性覆岩的隔水性(3)结构面结构面主要指原生结构面、构造结构面和次生结构面。它们既是评价岩层物理力学特征的重要因素,又是评价岩层体系隔水性的重要因素。有时一个结构面能单独成为隔水层。原生结构面如层面,一般是层状分布,其延续性强,导水性不好。构造结构面如断层面,有的断层面本身有含水性和导水性,并成为岩层强度的薄弱环节,有的断层本身能隔水,且能把统一型水体分割成彼此独立的分散型水体。断层的导水性和隔水性,主要取决于断层所切割的岩层的力学性质和断层面间的充填程度。次生结构面一般指风化岩层中的界面。有些风化带是良好的隔
9、水层,即使受到重复采动仍能保持其隔水性能,但也有一些风化带隔水性能不好。因此,对风化带的隔水性,需要具体分析。第8页/共50页地下开采对覆岩隔水性的影响地下开采对覆岩隔水性的影响在大面积开采的影响下,覆岩的天然隔水性遭到不同程度的破坏,破坏程度首先取决于隔水岩层与采空区的相对位置。隔水层与煤层紧贴或邻近,且位于冒落带时,其隔水性被完全破坏。隔水层远离煤层,位于整体弯曲带内时,除了隔水层下部的隔水性会受到暂时的影响之外,整个隔水层的隔水性基本不受破坏。覆岩内水的渗透性是有规律地变化的。这是因为煤层围岩的隔水性与采动程度和和岩层变形性质有关。在水平拉伸区,岩层会发生竖向的张开裂缝,从而隔水性遭到破
10、坏。在水平压缩区,其隔水性基本不改变。在采动影响下,岩层本身的物理力学性质对隔水性的影响表现为:刚性和脆性的岩层隔水性易遭破坏;具有韧塑性的岩层隔水性不易被破坏,或者破坏后能重新得到恢复。第9页/共50页覆岩破坏规律覆岩破坏规律1冒落带2裂缝带3整体弯曲带第10页/共50页覆岩破坏分带覆岩破坏分带1冒落带 煤层顶板在采动影响下发生变形、离层、断裂后脱离原生岩体而下落到采空区的破坏区域称为冒落性破坏区或称冒落带。由于该区的岩层完全失去了原有的连续性和层状结构,不但透水而且流砂也极易从中穿过。显然位于该区内的水体和井巷将遭受十分严重的破坏。第11页/共50页覆岩破坏分带覆岩破坏分带2裂缝带u煤层覆
11、岩在采动影响下只发生移动、变形和断裂,但仍保持原有层次的覆岩区称为裂缝带。根据岩层开裂的严重程度,裂缝带又可细分为严重开裂区、一般开裂区和微小开裂区。u 严重开裂区。该区内岩层大部分断开,但仍保持原有层次。裂缝间连通性极好,既透水又透砂。该区一旦波及水体将发生透水透砂的重大事故;u一般开裂区。岩层未全部断开且层次完整,裂缝间连通性较好,透水性一般,基本不透砂。该区如果波及水体会发生透水事故;u微小开裂区。岩层有微小裂缝,连通性不好,透水性微弱。该区如果触及水体会增加矿井涌水量。u这3个区域的透水性是渐变的,其间并无明确的界线。人们常根据钻孔观测时冲洗液漏失量的大小划定出它们的界线。第12页/共
12、50页覆岩破坏分带覆岩破坏分带3整体弯曲带 一般说来,整体弯曲带内的岩层在受开采影响后仍保留其原始的完整性。如整体弯曲带内岩层的原始隔水性能较好(渗透系数很小、没有断层、陷落柱等涌水通道),水体下的整体弯曲带又有足够的厚度(大于保护层厚度),则可认为整体弯曲带可有效地阻隔水体内的水流入开采区,防止井下突水事故的发生。第13页/共50页影响覆岩破坏及其导水性的因素影响覆岩破坏及其导水性的因素1覆岩力学性质和结构特征2采煤方法和顶板管理方法3煤层倾角4开采强度5时间因素6重复采动第14页/共50页不同煤层倾角围岩破坏形态图第15页/共50页覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算 根据覆岩性质的不同,
13、冒落带高度计算有下列几种情况:a)煤层顶板覆岩内有极坚硬岩层,采后能形成悬顶,冒落带最大高度采用下式计算:HmM/(K1)cos式中M煤层开采厚度;K冒落岩石碎胀系数,根据实测求得,一般为1.101.40;煤层倾角第16页/共50页覆岩破坏高度的计算b)煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层互或其互层时,开采单一煤层的冒落带最大高度可采用下式计算:Hm(MW)/(K1)cos式中W为冒落过程中顶板下沉值,由实测得到。第17页/共50页覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算c)厚煤层分层开采时冒落带最大高度采用下表中给出的经验公式计算。覆岩岩性覆岩岩性(单向抗压强度单向抗压强度MPaMPa,
14、主要岩石组成,主要岩石组成)经验公式经验公式m m坚硬坚硬(40(408080,石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾岩,石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾岩)中硬中硬(20(204040,砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩,砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩)软弱软弱(10(102020,泥岩、泥质砂岩,泥岩、泥质砂岩)极软弱极软弱(10(10,铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土,铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土)注:公式中后面的数字为中误差;M为累计开采厚度。第18页/共50页覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算导水裂缝带高度计算(适用于倾角为054的煤层)煤层覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层及厚煤
15、层分层开采时,导水裂缝带最大高度均可选择下表中给出的两种经验公式计算。第19页/共50页覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算 开采急倾斜煤层(倾角为5590)时冒落带高度和导水裂缝带高度计算 煤层顶底板岩层内为坚硬、中硬、软弱岩层,用垮落法开采时的冒落带高度和导水裂缝带高度可用下表中给出的经验公式计算。第20页/共50页覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算开采近距离煤层时冒落带和导水裂缝带高度 a)上、下两层煤的垂距h大于回采下层煤时所产生的冒落带高度Hxm时,下层冒落带对上层开采影响很小,可按上、下煤层的厚度分别计算各自的导水裂缝带高度和冒落带高度,取其中标高值大者作为两层煤的导水裂缝带高度
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ch6 水体 水上 采煤
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内