楊春卿

摘 要：對于硬性強脆性弱的巖層，如果受到一定壓力，勢必容易發(fā)生破裂現(xiàn)象，但其裂口并不會因外界水的沖刷而擴大。相對而言，硬度弱的巖層受外界環(huán)境而容易變形，但出現(xiàn)巖層破裂的現(xiàn)象則相對較小，可一旦形成裂隙，其斷面結(jié)構(gòu)將會因碎屑過多、裂口透水性差的原因而極易受到高壓水流的影響，從而導(dǎo)致裂隙被沖刷擴大。因此，根據(jù)應(yīng)力強度因子分析，如果底板隔水層采用軟硬相間的巖層，其中，硬巖層的裂隙容易擴散，而軟巖層的裂隙不易擴散，這樣兩兩結(jié)合，就使得巖層頂?shù)椎挠残韵鄬ψ內(nèi)酰虚g硬性被加強，從而實現(xiàn)了優(yōu)劣互補，更大大提高了抗水壓能力。

關(guān)鍵詞：底板；突水；防治水；中祥圣達(dá)

0 引言

中祥圣達(dá)煤業(yè)二1煤層底板巖層巖性組合自上而下為：砂質(zhì)泥巖—泥巖—硅質(zhì)泥巖—石灰?guī)r，這類軟巖層組合形式，受力后易發(fā)生塑性變形，不易形成裂隙，對阻止石炭系和寒武系突水起到了一定積極作用，為帶壓開采提供了有利的條件。

1 底板隔水層性質(zhì)分析

承壓水體上采煤底板隔水巖層隔水質(zhì)量綜合評價就是對底板隔水巖層在采動影響和水壓影響作用下產(chǎn)生水壓破壞和采動破壞的強度大小以及底板隔水巖層阻抗底板突水的能力高低做出綜合評價，也就是要對底板突水系統(tǒng)發(fā)生底板突水的難易程度或可能性大小做出綜合性評價。

按照底板突水系統(tǒng)主要因素的組合特征，可以把底板突水系統(tǒng)劃分為15種結(jié)構(gòu)類型，各種類型之間往往又有1～2個因素不同，因此，可以通過對比分析來評價隔水層質(zhì)量好壞。

承壓水體上采煤隔水巖層隔水質(zhì)量評價結(jié)果表明，在下述情況下，底板隔水巖層的隔水質(zhì)量很差，突水事故極易發(fā)生：（1）存在切割底板隔水巖層的導(dǎo)水?dāng)鄬?；?）一般狀態(tài)下，隔水層的斷面結(jié)構(gòu)透水性差，因此極易受到高壓水流的影響，導(dǎo)致水壓破壞與采動破壞相溝通；（3）底板隔水層厚度很小時，底板高承壓水含水層水壓很大，水壓破壞、采動破壞相連通。底板突水災(zāi)害的防治應(yīng)以上述情況為重點展開。

根據(jù)中祥圣達(dá)煤業(yè)地質(zhì)構(gòu)造和巖體節(jié)理裂隙調(diào)查結(jié)果：二1煤層底板距石炭系灰?guī)r平均10m，距寒武系灰?guī)r平均30m。砂質(zhì)泥巖、泥巖、硅質(zhì)泥巖是隔水層的主要組成部分，而灰?guī)r是底板主要的含水層，其巖性主要由硅質(zhì)石灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r組成，巖溶裂隙擴張，有較強的含水性，透水性好，影響范圍大的南部采區(qū)斷層，水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜的原因是由于長期受在水壓、礦壓、裂隙、斷層的綜合影響下。

2 突水危險性分析

2.1 石炭系灰?guī)r突水可能性分析

（1）突水系數(shù)法。突水系數(shù)是指隔水層厚度每米所能承受的水壓值，或者稱為水壓比，表達(dá)式為：

式中，P為作用于底板的水壓，MPa；M為底板厚度，m。

臨界突水系數(shù)Ts是否確定是評價隔水層底板是否穩(wěn)定的關(guān)鍵。如果T

根據(jù)目前施工觀測孔得出中祥圣達(dá)煤業(yè)底板最大水壓1.35MPa，底板隔水層厚度最小為7m，故突水系數(shù)最大為0.192，遠(yuǎn)大于臨界突水系數(shù)0.06，因此在未進行任何防治水措施條件下，發(fā)生突水的危險性和可能性很高。通過水文觀測孔觀測表明，通過疏水降壓之后，水壓可以降到0.30MPa，此時突水系數(shù)為0.043，低于臨界突水系數(shù)，煤層發(fā)生突水的可能性大為降低。

（2）“下三帶”法。設(shè)煤層隔水底板總厚度為h，底板導(dǎo)水破壞帶、有效隔水層保護帶與承壓水原始導(dǎo)高帶的厚度依次為 h1、h2和h3，則

h2=h-（h1+h3）

當(dāng)h>h1+h3時，則保護層存在，當(dāng)h

中祥圣達(dá)煤業(yè)隔水底板厚度為最小為7m，前面算出其底板破壞深度為14.72m，在未計算承壓水原始導(dǎo)高帶的情況下，h

2.2 寒武系灰?guī)r突水可能性分析

如果對石炭系灰?guī)r采取注漿改造的方法，將含水層改為隔水層，則礦井的主要突水層為寒武系灰?guī)r。采用上述評價方法，評價該含水層的突水危險性。寒武系灰?guī)r距離二1煤層底板最小距離30m，水壓最大1.35MPa，則突水系數(shù)為0.045，小于臨界突水系數(shù)0.06，底板發(fā)生突水的可能性降低。

3 結(jié)語

由以上分析可以得出，只有有效防治礦井水害的發(fā)生，才能保證礦井的安全開采，因此，進行疏水降壓或底板注漿改造成了礦井安全開采的關(guān)鍵所在。

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