单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样,*,第五章,承压含水层上采煤,太原群灰岩、奥陶系灰岩、茅口灰岩,灰岩岩溶发育，含水丰富。,底板承压水,有一定水压、贮存和流动于煤层底板灰岩中的水体,奥陶系灰岩厚200,80,0,m，,奥灰水的水压1.47,3.43,MPa，,深部可达9.81,MPa,至石炭系最下部可采煤层的距离通常仅有20,60,m,承压含水层上采煤,承压含水层上采煤:,采用专门的技术和安全措施开采邻近承压含水层上的煤层,煤层底板突水：,灰岩,水穿越了开采煤层和含水层之间的煤岩柱，以突然的方式大量地涌入采掘空间的现象,已发生过300多次底板突水事故，并造成多次淹没矿井、开采水平和采区的严重后果,第一节,影响底板突水的主要因素,一、底板突水类型,1,、按突水地点,巷道突水,多以构造破坏为主，承压水通过断裂或构造破碎带进入底板，形成充水，一旦巷道揭露出来后，承压水就迅速涌入。,底板突水类型,采场突水,多以采矿破坏为主，矿山压力破坏和削弱了底板隔水层的厚度和强度，造成与含水层的密切水力联系。,巷道突水和采场突水,的比例几乎相等,二、底板突水原因分析,1,、煤层底板的受力与变形,1、煤层底板应力及变形分区,底板破坏带底板突水的通道,2,、煤层底板岩层中的下三带,底板采动导水破坏带,煤层底板岩层受采动影响而产生的采动导水断裂范围,由沿层面和垂直于层面的裂缝,形成,采煤工作面长度、采煤方法、煤层厚度、开采深度、顶底板岩性及结构通过影响前支承压力而影响底板采动导水破坏带深度。,底板采动导水破坏带深度,工作面长度愈大，矿山压力显现愈充分，底板破坏深度愈大,顶板悬顶愈大，前支承压力峰值愈大，对底板破坏愈严重。,采深加大后前支承压力的绝对量随采深加大而加大,不同采煤方法的底板破坏深度,采煤方法及面长,长壁,80,100,m,短壁,50,m,条带,20,m,房柱,15,m,15m,底板破坏深度,(,m),10,17,3.5,7,2.5,3,3,5,注：根据数值计算结果,（2,）底板,阻,阻水带,位于煤,层,层底板,采,采动导,水,水破坏,带,带以下,、,、底部,含,含水体,以,以上具,有,有阻水,能,能力的,岩,岩层范,围,围,此带内,岩,岩层仍,然,然能保,持,持连续,性,性，一,定,定厚度,的,的底板,阻,阻水带,可,可以阻,止,止底板,突,突水,也,也称为,保,保护层,带,带或完,整,整岩层,带,带,底板阻,水,水带的,厚,厚度可,能,能大小,不,不一，,甚,甚至可,能,能不存,在,在,底板阻水带,厚,厚度,h,2,实验法,h,2,=p/Z,p,底板上的水,压,压力，,MPa；,Z,阻水系数，,MPa/m,。,。,钻孔水力压,裂,裂法,实测单位底,板,板隔水岩层,平,平均阻水能,力,力的系数,Z=p,b,/R,p,b,使岩体破裂,时,时的临界水,压,压力，,MPa,；,R,裂缝扩展半,径,径，一般取40,50,m,岩层阻水系,数,数,Z,岩性,中、粗粒砂岩,细砂岩,粉砂岩,阻水系数（,MPa/m,）,0.3,0.5,0.3,0.2,岩性,泥岩,石灰岩,断层带,阻水系数（,MPa/m,）,0.1,0.3,0.4,0.05,0.10,底板承压水,导,导升带,与石灰岩邻,接,接的岩层中,原,原始就存在,着,着节理和裂,隙,隙，岩溶承,压,压水进入后,成,成为导水层,底板承压水,导,导升带,煤层底板承,压,压含水层的,水,水在水压力,和,和矿压作用,下,下上升到其,顶,顶板岩层中,的,的范围,底板承压水,导,导升带,底板承压水,导,导升带上界,参,参差不齐，,断层附近的,承,承压水导升,带,带高度一般,较,较大，有些,矿,矿区可能无,底,底板承压水,导,导升带。,h,3,用物探和钻,探,探方法,巷道中用电,测,测，钻探,根据下三带,预,预测承压含,水,水层上采煤,的,的安全情况,底板阻水带,厚,厚度和强度,均,均大,安,全,全,正,常,常,开,开,采,采,底,板,板,阻,阻,水,水,带,带,薄,薄,或,或,强,强,度,度,不,不,够,够,不,够,够,安,安,全,全,缩,短,短,工,工,作,作,面,面,长,长,度,度,，,，,减,减,少,少,破,破,坏,坏,深,深,度,度,，,，,增,增,加,加,底,底,板,板,阻,阻,水,水,带,带,厚,厚,度,度,根,据,据,下,下,三,三,带,带,预,预,测,测,承,承,压,压,含,含,水,水,层,层,上,上,采,采,煤,煤,的,的,安,安,全,全,情,情,况,况,无,底,底,板,板,阻,阻,水,水,带,带,底,板,板,采,采,动,动,导,导,水,水,破,破,坏,坏,带,带,与,与,底,底,板,板,承,承,压,压,水,水,导,导,升,升,带,带,沟,沟,通,通,不,安,安,全,全,底,板,板,采,采,动,动,导,导,水,水,破,破,坏,坏,带,带,与,与,含,含,水,水,层,层,相,相,接,接,易,易,突,突,水,水,缩,短,短,工,工,作,作,面,面,长,长,度,度,，,，,改,改,变,变,采,采,煤,煤,方,方,法,法,，,，,降,降,低,低,采,采,出,出,率,率,，,，,减,减,小,小,底,底,板,板,破,破,坏,坏,深,深,度,度,，,，,甚,甚,至,至,对,对,底,底,板,板,注,注,浆,浆,加,加,固,固,根,据,据,下,下,三,三,带,带,预,预,测,测,承,承,压,压,含,含,水,水,层,层,上,上,采,采,煤,煤,的,的,安,安,全,全,情,情,况,况,断,裂,裂,构,构,造,造,带,带,处,处,导,导,升,升,高,高,度,度,与,与,底,底,板,板,承,承,压,压,水,水,导,导,升,升,带,带,接,接,近,近,或,或,切,切,穿,穿,煤,煤,层,层,很,危,危,险,险,留,煤,煤,柱,柱,，,，,改,改,变,变,采,采,煤,煤,方,方,法,法,，,，,对,对,破,破,坏,坏,带,带,以,以,下,下,断,断,裂,裂,封,封,堵,堵,加,加,固,固,三,、,、,影,影,响,响,底,底,板,板,突,突,水,水,的,的,主,主,要,要,因,因,素,素,1,、,、,水,水,源,源,条,条,件,件,水,量,量,愈,愈,丰,丰,富,富,，,，,突,突,水,水,量,量,愈,愈,大,大,，,，,危,危,害,害,也,也,愈,愈,大,大,。,。,水,压,压,是,是,突,突,水,水,的,的,动,动,力,力,，,，,处,处,于,于,封,封,闭,闭,状,状,态,态,的,的,岩,岩,溶,溶,水,水,不,不,断,断,溶,溶,蚀,蚀,、,、,冲,冲,刷,刷,裂,裂,隙,隙,，,，,形,形,成,成,通,通,道,道,，,，,由,由,含,含,水,水,层,层,进,进,入,入,底,底,板,板,隔,隔,水,水,层,层,，,，,水,水,压,压,愈,愈,大,大,，,，,破,破,坏,坏,愈,愈,严,严,重,重,。,。,影,响,响,底,底,板,板,突,突,水,水,的,的,主,主,要,要,因,因,素,素,2,、,、,地,地,质,质,构,构,造,造,底,板,板,突,突,水,水,事,事,故,故,的,的,80%,以,上,上,发,发,生,生,在,在,断,断,裂,裂,构,构,造,造,附,附,近,近,构,造,造,既,既,可,可,以,以,充,充,水,水,，,，,又,又,可,可,以,以,导,导,水,水,有,效,效,厚,厚,度,度,和,和,实,实,际,际,强,强,度,度,降,降,低,低,煤,层,层,与,与,含,含,水,水,层,层,之,之,间,间,的,的,相,相,对,对,位,位,置,置,变,变,化,化,岩,溶,溶,陷,陷,落,落,柱,柱,少,数,数,岩,岩,溶,溶,陷,陷,落,落,柱,柱,既,既,充,充,水,水,，,，,又,又,导,导,水,水,，,，,在,在,与,与,强,强,含,含,水,水,层,层,沟,沟,通,通,的,的,条,条,件,件,下,下,，,，,对,对,安,安,全,全,生,生,产,产,威,威,胁,胁,极,极,大,大,开,滦,滦,范,范,各,各,庄,庄,矿,矿21,小,小,时,时,后,后,将,将,年,年,产,产300,万,万,t,的,大,大,型,型,矿,矿,井,井,淹,淹,没,没,，,，,突,突,水,水,峰,峰,期,期,平,平,均,均,涌,涌,水,水,量,量,为,为2053,m,3,/min,影,响,响,底,底,板,板,突,突,水,水,的,的,主,主,要,要,因,因,素,素,3,、,、,隔,隔,水,水,层,层,的,的,阻,阻,水,水,能,能,力,力,隔,水,水,层,层,的,的,阻,阻,水,水,能,能,力,力,取,取,决,决,于,于,隔,隔,水,水,层,层,的,的,强,强,度,度,、,、,分,分,层,层,厚,厚,度,度,和,和,裂,裂,隙,隙,发,发,育,育,程,程,度,度,影,响,响,底,底,板,板,突,突,水,水,的,的,主,主,要,要,因,因,素,素,4,、,、,矿,矿,山,山,压,压,力,力,支,承,承,压,压,力,力,诱,诱,发,发,底,底,板,板,突,突,水,水,初,次,次,来,来,压,压,或,或,周,周,期,期,来,来,压,压,期,期,间,间,易,突,水,水,工,作,作,面,面,后,后,部,部,采,采,空,空,区,区,边,边,缘,缘,附,附,近,近,易,突,水,水,开,切,切,眼,眼,附,附,近,近,是,是,底,底,板,板,易,易,突,突,水,水,工,作,作,面,面,推,推,进,进,速,速,度,度,慢,慢,，,，,工,工,作,作,面,面,突,突,然,然,停,停,止,止,推,推,进,进,或,或,在,在,停,停,采,采,线,线,处,处,易,易,突,突,水,水,区,段,段,或,或,分,分,带,带,煤,煤,柱,柱,附,附,近,近,易,易,突,突,水,水,周,期,期,来,来,压,压,期,期,间,间。,煤,煤,体,体,内,内,的,的,支,支,承,承,压,压,力,力,达,达,到,到,最,最,大,大,，,，,对,对,底,底,板,板,破,破,坏,坏,严,严,重,重,。,。,初,次,次,来,来,压,压,期,期,间,间。,煤,煤,体,体,内,内,的,的,支,支,承,承,压,压,力,力,达,达,到,到,最,最,大,大,，,，,对,对,底,底,板,板,破,破,坏,坏,严,严,重,重,。,。,开,切,切,眼,眼,附,附,近,近。,老,老,顶,顶,大,大,面,面,积,积,显,显,露,露,，,，,直,直,接,接,顶,顶,不,不,能,能,充,充,分,分,垮,垮,落,落,，,，,底,底,板,板,形,形,成,成,较,较,大,大,的,的,自,自,由,由,面,面,。,。,支承压,力,力诱发,底,底板突,水,水,工作面,推,推进速,支,支度慢,工作面,突,突然停,止,止推进,工作面,停,停采线,处,处,支承压,力,力作用,时,时间长,，,，底板,破,破坏严,重,重，推,进,进快时,，,，未形,成,成较大,裂,裂隙就,会,会由膨,胀,胀状态,变,变为压,缩,缩状态,；,；,区段煤,柱,柱附近,：,：顶板,垮,垮落不,充,充分，,固,固定支,承,承压力,作,作用下,底,底鼓,支承压,力,力作用,时,时间问,题,题,支承压,力,力诱发,底,底板突,水,水,第二节煤层下,方,方承压,水,水体采,动,动等级,及,及防水,安,安全煤,岩,岩柱留,设,设方法,一、煤,层,层下方,水,水体采,动,动等级,和,和允许,采,采动程,度,度,水体类型,允许采动程度,要求留设的安全煤岩柱类型,1位于煤系地层之下的巨厚灰岩强含水体,2位于煤层之下的薄层灰岩具有强含水源补给的含水体,3位于煤层之下的作为重要水源或旅游资源保护的水体,不允许底板采动导水破坏带波及水体，或与承压水导升带沟通，并有能起到强阻水作用的有效保护层,底板强防水安全煤岩柱,煤层下,方,方水体,I,级采动,等,等级和,允,允许采,动,动程度,煤层下,方,方水体,采,采动等,级,级和允,许,许采动,程,程度,1位于煤系地层之下的弱含水体，或已疏降的强含水体,2位于煤层之下的无强水源补给的薄层灰岩含水体,3位于煤系地层