为认真贯彻落实《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》的有关要求,深刻汲取同煤集团姜家湾煤矿“4.19”重大事故教训,为做好我矿防治水工作,本着“安全第一、预防为主、综合治理”的工作原则,防治水措施,确保安全生产确保安全生产,特根据我矿实际编制矿井防突水安全技术措施。
一、矿井水害事故易发生的地点
??? 我矿井下易发生突水事故的地点是矿井正常生产的采煤、掘进工作面。在生产过程中与地表水、地下水或老空水 沟通时,就会发生突水事故。
??? 1、采煤工作面向前推进,采空区顶板自然垮落,自下而上形成了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。垮落带及裂 隙带遇到强含水层或老空区、老窑、老巷道积水,水会沿裂隙带空隙流入井下,造成突水事故。若导水裂缝带高度到达地表,与地表的季节性河流、塌陷坑贯通,也会造成突水事故。
??? 2、采煤工作面遇到封孔质量不好的钻孔,穿透含水岩层的钻孔在采煤过程中采取的防范措施不力,也会造成透水事故。
??? 3、掘进工作面在掘进过程中,遇到情况不清的老窑水、采空区水、老巷道积水、钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰 岩溶洞水、砂岩水等,同样是易发生透水事故的地点。
二、突水因素分析
????? 采掘过程中,造成底板突水的因素是多方面的,是多种因素综合作用的结果.根据现场实际观测及有关理论分析,认为影响底板突水的因素主要有以下几个方面。
??? 1.矿压
采矿过程中的矿山压力,对工作面底板具有严重的破坏作用,产生新裂隙,并“活化”原有断裂,导致底板突水.
随着采煤工作面的推进,底板任一断面总是经历超前支撑压力压缩破坏、采后悬顶卸压膨胀破坏、采空区周边剪切破坏、最后顶板冒落压实的再受压过程.其中采空区卸压膨胀及其周边剪切对底板破坏最严重,产生的裂隙最多.
矿压对底板的破坏程度是不一样的.根据现场观测,工作面初压及周期来压时顶板悬顶面积最大,工作面周围煤体的支撑压力及煤壁处的剪切力达到最大值,煤层底板最易造成破坏,底板最易突水。矿压对底板的破坏作用与工作面顶板岩性有关.工作面顶板岩层越不易冒落,矿压对底板的破坏作用越明显,工作面越易出水.矿压的破坏作用不显著,与底板出水不明显.所以对顶板不易冒落的工作面要及时采取措施,减少矿压的破坏作用.
??? 2.断裂
断裂构造是突水的主要因素之一,综合分析其作用主要有:
(1)断裂构造的存在破坏了底板完整性,降低了底板的强度.
(2)断层上下两盘错动的结果,缩短了煤层与含水层的距离,甚至使煤层与含水层直接对口.
(3)断裂带破碎、软弱,易形成导水通道.
(4)断层带充水成为充水带,更使水文地质条件复杂化.
一般情况下,在断层交叉复合部位、尖灭端、拐弯处、向斜轴部、转折端及隐伏裂隙存在的工作面因应力集中,易造成底板破坏突水,是预防的重点.
??? 3.隔水层
隔水层对突水起阻挡作用,其阻水能力是由其厚度、岩性组合及力学强度决定的.厚度越大,越不易出水.其岩性组合及力学强度是控制底板岩层受采动影响的重要因素.当煤层底板岩层软硬相间时,不易形成裂隙;当底板岩层自近(煤层)而远,强度由弱到强时,岩层间易形成采动裂隙。煤层到底板含水层之间的距离由采矿破坏深度、有效隔水层厚度及导高三部分组成(导高是承压水沿煤层底板导水裂隙上升的高度).起阻水作用的主要是有效隔水层厚度.如果矿压对底板破坏深度大,导高又大,则有效隔水层厚度相对减小,工作面底板就容易出水.因而我们只有采取防治水措施,减少矿压对底板的破坏深度,减小导高,才能增加有效隔水层厚度,预防出水。
??? 4.含水层
含水层的富水性及水压对工作面底板突水具有重要作用。含水层的富水性是突水大小的物质基础,它决定着突水后水害的规模及对矿井的威胁程度.富水性与其岩溶裂隙发育程度、迳流条件、构造发育情况及埋藏深度等因素有关。
含水层的水压是工作面底板突水的动力,表现为静水压力及动水压力两种形式.未突水前表现为静水压力,静水压力对隔水层裂隙具有顶劈扩大作用,水压愈高,作用愈显著;出水后承压水头降低,含水层的水位能转化为动能,这是以动水压力为主.其作用主要表现在出水后,裂隙被冲刷扩大,充填物质不断被带走,通道越来越畅通,出水量越来越大。
综上所述,造成工作面底板突水的因素很多,但概括起来主要有矿压、断裂、隔水层、含水层4个方面.针对以上突水因素,因地制宜,采取相应的防治水措施,就能有效地预防出水.
三、工作面底板突水防治
根据以上分析,结合矿区实际,我们认为搞好底板突水防治主要从以下几个方面入手。
??? 1、采取措施,减少矿压对底板的破坏作用
缩短工作面斜长.工作面斜长对底板的影响,实际上是矿压对底板的破坏深度问题.工作面斜长越大,压力越大,底板采动破坏深度增加,工作面底板越易出水.据有关资料推导,工作面斜长与底板破坏深度可用如下关系式表示