复杂充水条件下特厚煤层首采区开采水害防治技术研究

摘要

在矿井实际生产过程中，由于不同矿井实际开采过程中地质条件的不确定性，实际防治水害工作所面临的问题及相应的解决方案也会随之不同。根据经验分析可知，随着矿井开采厚度的增加，井下施工对顶板扰动加大，顶板裂隙带发育高度也随之增加，加大了对顶板含水层连接性，矿井突水等水害问题也日益突出，严重威胁着矿井生产的安全性，特别是含水层复杂矿井，由于探测技术不足，对水害认知不足或不加重视，都会影响开采活动。
　　本文首先在分析金鸡滩井田特厚煤层首采区钻孔资料的基础上，对煤层顶板可能成为充水水源的含水层进行分析，主要考查各充水含水层的厚度、岩性、空间变化、补给、排泄及各含水层之间的导通性。为了进一步的掌握充水水源可能造成危害的程度，建立了新的岩性结构指数评价模型，主要从分析煤层顶板岩性和结构组合特征的技术途径定量的对各含水层富水性分级分区，对矿井开采过程中可能成为充水水害危险源的含水层资料进行了初步掌握。
　　由于地质条件的影响，不同开采工作面实际开采方式及开采厚度可能不同，因此对顶板造成的覆岩破坏程度及导水裂隙带高度也就不同，本文建立了采动覆岩移动破坏模型，明确出开采导致的顶板破坏形式，掌握了冒落袋和裂隙带为导水裂隙带，再进一步针对不同开采条件下的煤层运用经验公式、数值模拟、相似材料模拟分别预测顶板导水裂隙带发育高度，结合三种方法得出的数据与相似矿井实测数据总结出采厚与导水裂隙带的线性关系，对不同采高的导水裂隙带进行预判，进一步在已经开采的12-2上101工作面采空区布设钻孔，通过运用现场实测得出的导水裂隙带高度对之前得出的线性关系进行验证。
　　依据前述的不同开采方式得出的导水裂隙带高度，结合含水层赋存特征，可以对不同开采方式的水害危险性进行初步预测，并进一步对不同水害的涌水量进行计算与统计，针对不同开采方式可能导通的含水层及涌水量的不同，相应的提出不同开采厚度的水害防治技术措施。

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