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1、煤矿带压开采安全技术措施 一、矿井地质及水文地质概况 1矿井地质概况 告成井田位于颖阳-芦店向斜的南翼东段，处在北西向的嵩山与五指岭平移断层之间，大部地段受到了芦店-大金店滑动构造的影响。 井田东南部大致以石淙河断层（郜F1）为界，北部以翟门断层（郜F5）为界，东北部始于一1煤层露头。 告成煤矿主要开采煤层为二叠系山西组二1煤层，煤层平均厚度为4.86m。煤层顶板大部分为滑动构造，滑动构造上盘位于朝阳沟背斜的南翼，基本为一单斜构造。以朝阳沟河为界，以东地层呈北东走向，倾向北西，倾角832，与下盘地层产状基本一致。朝阳沟河以西，地层走向近东西，倾向南偏西，地层倾角1049，与下盘地层相对而倾。
2、因受滑动构造影响，告成矿地质构造较为复杂。据勘探资料显示本井田落差大于100m的断层3条，50100m的1条，3050m的1条，小于30 m的12条。25采区目前新发现落差介于520m的断层3条，对煤层开采影响较大。 2.矿井水文地质概况 告成井田位于颖阳-芦店向斜东段登封告成水文地质区。该单元南北分别以箕山、嵩山两分水岭为界，西部和东北部分别以颖河与白降河、双洎河分水岭为界。从构造上为一不对称向斜，南翼地层出露完整，北翼被月湾断层破坏，构成阻水边界。 据现有资料分析，告成煤矿二1煤层主要为底板太原组上段灰岩岩溶充水及二1煤层顶板滑体构造破碎带及上覆碎屑岩类含水层的孔隙-裂隙水。各含水层以缓慢
3、渗入为主，并且动态补给水量不够充分，随着埋深的增加补给条件变差，富水性变弱，因此告成煤矿顶、底板含水层虽有一定的补给水源，但补给条件一般。 告成煤矿二1煤层底板承压含水层为石炭系太原组L7-8灰岩、L1-4灰岩（L5-6灰岩不稳定）、O2灰岩含水层。其中： L7-8灰岩含水层为煤层底板直接充水含水层，厚度023.48m，平均厚度8.55m，距二1煤层平均为11.4m，岩溶裂隙发育不均匀，富水性强，联通性差，补给水源不足，易疏干，对矿井开采影响小，通常是矿井的疏放对象； L1-4灰岩含水层，厚度13.5131.82m，平均厚度22.09m。该含水层富水、导水性强，为一1煤层顶板直接充水含水层，距
4、二1煤层底平均50.03m，为二1煤层底板间接充水含水层； O2灰岩含水层最大厚度48.50m，距二1煤层平均为81.62m，岩溶裂隙发育，富水性好，连通性较好，为矿井间接充水含水层，是矿井充水主要的补给水源。 目前我矿有3个O2水文观测孔，井3不能正常观测，其中井1、井2水位标高为+168m、+159.5m，矿井采掘最低标高为-600m，远低于O2水位，因此属于承压水带压开采。 自告成矿建矿以来，建井十年来矿井平均涌水量为665m3/h，近三年来平均涌水量为937.6m3/h，最大矿井涌水量为1121.7m3/h。原因是由于我矿加强顶板水疏放工作，造成近三年平均矿井涌水量偏大。 涌水水源的构
5、成：从1999年建矿前三年主要是L7-8灰岩水，随着人为对顶板水合底板L7-8灰岩水的疏放，顶板水所占比例逐渐增大，2021年以后顶板水约占60%，L7-8灰岩水约占30%，L1-4灰岩水约占10%。 据矿井开采资料统计，建井以来底板含水层突水27次，最大突水810 m3/h（2021年10月9日），20212021年矿井突水4次，全部为顶板突水。 二、二1煤层“带压开采”可行性计算 根据上述对矿井水文地质条件分析，依据煤矿防治水规定下面对L1-4灰岩含水层进行带压开采评价。 （一）安全隔水层厚度和突水系数计算公式： 1、安全隔水层厚度计算公式： （该公式适用于掘进工作面） 式中： -安全隔水
6、层厚度，m； -底板隔水层的平均抗拉强度，MPa。取4MPa； L -巷道底板宽度，m； -底板隔水层的平均重度，MN/m3 。取值为0.0265（MN/m3）； p-底板隔水层承受的水头压力，MPa。 根据煤矿防治水规定之规定，以上式计算出的安全隔水层厚度，与矿井实际隔水层厚度比较： （1）实际的底板隔水层厚度大于安全隔水层厚度，则可认为是安全的，一般可正常采掘；但在岩石破碎地段，要采取一定的安全措施； （2）实际的底板隔水层厚度小于安全隔水层厚度，则可认为是不安全的，要保证安全生产，必须采取安全措施。 2、突水系数计算公式： 式中：T-突水系数，MPa/m； P-底板隔水层承受的水头压力，MPa； M-底板隔水层厚度，m。 计算实际突水系数值T与本矿区临界突水系数值T临进行比较。根据煤矿防治水规定，在具有构造破坏的地段临界突水系数值T临取0.06 MPa/m，正常块段T临取0.01 MPa/m。 （二）根据以上公式分别计算t、T （1）参数确定 二1煤底板以下主要隔水岩性多为泥岩、砂质泥岩及砂岩，结合现有开采情况，依据告成煤矿地质报告公式中主要参数分别为： t实：实际隔水层厚度为50.03m（取本矿区隔水层平均厚度）；
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