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煤层带压开采安全措施

  
评论: 更新日期:2015年03月28日

一、概况:
        我矿目前开采的煤层为二1煤,煤层厚度为0.95~16.26m,平均厚度为6.17m,其充水承压含水层为L7-8、L1-4和O2灰岩含水层,其中L7-8灰岩含水层为矿井直接充水含水层,O2灰岩含水层为矿井间接充水含水层,L1-4灰岩含水层为奥灰水补给。
        L7-8灰岩含水层:厚度为3.42~15.96m,平均厚度为10.02m,上距二1煤10m左右,岩溶裂隙发育不均匀,富水性强,连通性差,补给水源不足,极易疏干,对矿井开采影响较小。因此,L7-8灰岩水是矿井的疏放对象。
        L1-4灰岩含水层:厚度2.65~18.46m,平均厚度为13.20m,上距二1煤底平均59m;O2灰岩含水层:厚度52.29m,上距二1煤底板平均75 m,岩溶裂隙发育,含水丰富,连通性较好;L1-4灰岩含水层距O2灰岩含水层10m左右,一般认为,L1-4灰岩含水层与O2灰岩含水层水位一致。
        根据相邻矿井水文孔观测得知,井田O2灰岩含水层水位为+107m。我矿开采标高为-270m~-100m,低于O2灰岩含水层水位。
        二、二1层“带压开采”可行性计算
        根据上述水文地质条件的分析,下面主要针对L1-4灰和O2灰岩含水层进行带压开采评价。
        1、根据斯列沙列夫公式:
        H临=2KPt实2/L2+rt实                        (1)
        t临=L[(r2L2+8KPH实)1/2-rL]/4KP                  (2)
        式中:t临-临界隔水厚度(m);
              t实-实际隔水厚度(m);
              KP-煤层底板隔水层抗张强度(t/m2);
        L-巷道宽度或回采工作面最大控顶距(m);
              H实-作用于二1煤底板的实际水压值(t/m2);
              H临-隔水层底板的临界水压值(t/m2);
              r-底板隔水层岩石容重(t/m3)。
        根据以上两式计算出的临界值,与矿井实际水压值及隔水层厚度比较:
        (1)作用于隔水层底板的实际水压值小于H临,实际的底板隔水层厚度大于t临,则可认为底板是稳定的,一般可正常采掘;
        (2)作用于隔水层底板的实际水压值小于H临,实际的底板隔水层厚度小于t临,则可认为底板不稳定的,要保证安全生产,必须采取安全措施;
        (3)作用于隔水层底板的实际水压值大于H临,而实际的底板隔水层厚度也大于t临,则可认为底板基本是稳定的,但在岩石破碎地段,要采取一定的安全措施;
        (4)作用于隔水层底板的实际水压值大于H临,实际的底板隔水层厚度小于t临,则可认为底板极不稳定的,必须采取安全措施。
        2、突水系数计算:
        计算公式:
        TS=P/(M-CP-M1)
          式中:TS-突水系数(kg/cm2.m);
                P-隔水层底板承受的水压值(kg/cm2);
                M-底板隔水层实际厚度(m);
                CP-采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度(m);
                M1-原始导升带厚度(m)。
        计算实际突水系数值Ts与本矿临界突水系数值TS临比较,若TS>TS临,则工作面回采严重受水害威胁。根据《矿井水文地质规程》和临近矿区实际生产经验,富水区或底板受构造破坏块段临界突水系数值TS临取0.6 kg/(cm2.m),正常块段TS临取1.0 kg/(cm2.m)。
        3、根据以上公式分别计算H临、t临、TS

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