北徐楼煤矿16煤底板带压开采的安全性分析.docx

北徐楼煤矿北徐楼煤矿 1616 煤底板带压开采的安全性分析煤底板带压开采的安全性分析北徐楼煤矿自 1999 年试生产以来，动用的 16 煤集中在一采区、二采区、三采区，目前一采区回采完毕，二采区正在开采，三采区考虑到今后村庄搬迁，已停止开采。北徐楼煤矿开采的 16 煤，位于太原组下部、直接顶板为十下灰，厚度 2.807.08 m，平均 4.73m。煤层厚度 0.421.37m，平均 1.00m。下与 17 煤层间距 4.8412.62m，平均 6.06m，下与奥灰间距 41.9773.30m，平均 59.08m， 奥灰静止水位按 2003 年 9 月 1号孔水位标高为-73.68m，则正常情况下在回采标高-854.88m 以下的16 煤层时，将会受到奥灰水的严重威胁。按临界突水系数值取 1.0，底板采动破坏深度取 7m，计算求得开采 16 煤层的安全水头为 520.80m，正常情况下在回采标高-594.48m 以下的 16 煤层时，将会受到奥灰水的威胁。而北徐楼煤矿 16 煤埋藏深度在在-280-530m。因此开采 16 煤层时不会受到奥灰水德威胁。一、地质构造对底板水的影响分析北徐楼井田位于滕县背斜北翼的中西部，总体为一由北徐楼断层与大刘庄断层组成的近 NE 向的地垒构造。总体构造形态为大致以 35 勘探线为轴的宽缓背斜构造，西翼地层向 NW 倾斜、东翼地层向东倾斜。西部发育有宽缓褶曲。生产巷道揭露证实，井田内中、东部采区落差大于 10m 的断层不发育，一般多为落差小于 5 m 的小断层。西部采区(39 线以西奎子断层的上盘) 落差大于 10m 的断层较发育。井田内由东至西，断层越来越多。井田内共发育落差20m 的断层 29条，其中：落差100m 的断层 4 条、100m落差50 的断层 4 条、50m落差30 的断层 16 条、30m落差20 的断层 5 条。这些断层对工作面底板水的影响较大，是工作面出水的通道。矿井已开采 16 煤层多年，含水层多已充分揭露或波及，涌水量已基本趋于稳定。顶板十下灰涌水量一般在 10m3/h，在施工 21605 运输顺槽时，遇到顶板十下灰涌水量达到,30m3/h，主要是此区域灰岩裂隙发育，小断层发育的原因。回采工作面底板没有发生过出水，主要是顶板跨落时，十下灰岩水进入工作面，一般在 10-15m3/h，断层发育地段，顶板水较大。二、16 煤层底板奥灰含水层的探测16 煤层在二采区进行了两次奥灰水抽放水实验（2003年 1 月份进行井下放水实验一次，2004 年 9 月份进行地面抽水实验一次），四采区进行了一次奥灰水放水实验（2006 年 5 月份进行井下放水实验一次，施工钻孔 3 个），根据三次抽放水实验结果可得出如下结论：奥灰含水层与 16 煤层之间的隔水层能承受的水头值大于实际水头值，正常情况下，奥灰水对开采 16、17 煤开采无影响，奥灰水静止水位分别为-75.8m（2003 年 1 月份）、-73.8m（2004 年 9月份）、-129.5m、-99.7m（2006 年 5 月份）。三、16 煤层底板隔水层情况分析16 煤层至奥灰间泥岩、铁铝质泥岩隔水岩组厚度41.9773.30m，平均 59.08m。其间主要由泥岩、铁铝质泥岩、粉砂岩、细砂岩及 3 层薄层石灰岩所组成。钻探取芯岩芯完整，裂隙不发育，无漏水层位。加权平均抗拉强度为 26.22kg/cm2，加权平均容重为2.72g/cm3，正常情况下在回采标高-594.48m 以上的 16 煤层时，不会受到奥灰突水威胁，但由于断层错动，局部可形成侧向补给条件或因岩溶陷落柱形成奥灰水垂向上升通道，使奥灰与十四灰、十二灰，甚至十下灰产生水力联系。因此，为确保 16 煤层的安全开采，今后应加强对煤系底部岩层岩性、厚度的探测分析，查明断层、裂隙向深部的延伸发育情况，查明岩溶陷落柱的发育分布情况及其导水性特征，对预防断层附近及裂隙密集带、隔水层较薄区或陷落柱附近发生奥灰突水，具有非常重要的实际意义。四、16 煤层底板奥灰突水性评价（1）根据我矿精查地质报告及生产矿井地质报告提供资料，对开采煤 16 有威胁的奥灰含水层。单位涌水量为0.111l/sm，静止水位标高+6.99m，上距煤 16 平均 65m 左右。本段地层的加权平均抗拉强度为 26.22kg/cm2，加权平均容重为 2.73，根据公式计算：300 水平和500 水平的底板安全厚度分别为 22.1m 和36.03m，正常情况下不会对开采煤 16 有威胁，但局部地段由于断层或裂隙使十二灰、十四灰及奥灰成为一个统一的含水层组，近而对开采煤 16 产生威胁。由于十二灰、十四灰水无抽水试验资料，奥灰水抽水试验资料较早，我矿于 2003、2004、2006 年初对此三含水层进行了三次抽放水试验，