郑煤集东团坪煤矿
\带水压开采 \安全技术措施
位：郑单制编煤集团东坪煤矿 编制日期： 2009 年 9 月
东坪煤二 1 煤层矿\带压开采 \参数计算 一、概况
东坪煤位于郑矿州矿区登封煤田白坪井田浅部，处于地下水径流区， 主要开采煤层二为 叠系下统山西组下部的二 目前矿井涌水量
1 煤和太原组底部的一
3 煤层。
157m3/h ，水仓容量 1130 m3，
D155－64×6 水泵三台，水泵 系联
东坪煤设计矿矿井涌水量100m3/h ，设为计最大涌水量
100m3/h 。矿井主排水系统安装了三台
排水能力为260 m3/h ，排水能力满足《煤矿安全规程》要求。
（一）、地质构造
本矿区位于白坪井田东南部二 体构造形态为一地走向 层界发育一条正断层（即箕 质构造复程度应为杂简单。
（二）、水文地质条件 该矿水文地质条件中等。
影响开采的主要水源为煤层底板以下的石炭系上统太原组上部的 的 L1-4层灰岩和∈石灰岩含水层。以上含水层均为承压含水层，其中 层底板含水，距二 层
为主要承含水层压， 它与下部寒武系灰岩含水层有较密切的水力联系，
1 煤层约20m，含水性较若，易疏干，是矿井疏放对象。
L7-8层石灰岩、下部 L7-8层灰岩为二 1 煤
L1-4层灰岩
距二 1 煤层底板平均
1 煤层露头附近， 属于嵩山背斜与箕山背斜之间的颍阳～
总
芦店向斜的南翼东段， 嵩箕构造区。 从煤层底板等高线区地质矿及图剖面图上可以看出，
280°，倾向 10°，倾角 15～23°的单斜构造。区内仅在其东边
F31）。在本矿的开采过程中，未遇见大的断层和褶曲，本矿区地
45m。另外，该区域二 1 煤层顶板大占砂岩含水层，一般含水性较弱，迳流条件差，水源不 丰富，不足以对矿井构成影响。
东坪煤设计矿开采最低标高－ 系灰岩含水层。
二、带压开采可行性算： 计1、根据斯列沙辽夫公式： H临=2Kp+rt （公式一） T临=(公式二 )
式中： H临-隔水层底板的临界水压 （值
t/m2 ）
m）
t临-隔水层底板的临界厚度（ m）
L-采区巷道底宽或回采工作面最大的控顶距（ Kp-底板隔水层岩石的抗张强度（ r-底板隔水层岩石的容重（
t/m2 ） t/m3 ）
100m，根据登封分公司水位观测结果，目前井田内寒灰
L1-4层灰岩含水层和寒武
水位标高为+155.0m.。因此，东坪煤矿\带水压开采 \主要针对的是
H-作用于底板隔水层的水压值（ t/m2 ）
H 临，但实际的底板隔水层厚度大于 H 临，而实际的底板隔水层厚度小于 H 临，而实际的底板隔水层厚度也大于 H 临，而实际的底板隔水层厚度小于
t 临， t 临， t 临， t 临，
根据以上两式算出的临界值，与矿井实际存在的水压值及隔水层厚度比较，若： （1）、作用于隔水层底板的实际水压值小于 则可认为底板稳定，一般可以正常采掘。
（2）、作用于隔水层底板的实际水压值小于 （3）、作用于隔水层底板的实际水压值大于 （4）、作用于隔水层底板的实际水压值大于 2、突水系数计算
根据公式： ts= P/(M-CP- MI) 式中：
ts-突水系数 Mpa/m
P-隔水层底板承受的水压值 (Mpa) M 、t-底板隔水层厚度（ m） Cp-采矿对底板隔水层的扰动破坏（ Mr___ 原始导升高度 m
计算实际突水系数值与本矿区临界突水系数值 受水害威胁。根据《矿井水文地质规程》 坏块段临界突水系数值
3、根据以上公式分别计算
ts 临比较，若 ts＞ts 临，则工作面回采严重 和郑州矿区实际生产经验，富水区或底板受构造破 m） （公式三）
则可认为底板不稳定，要保证安全生产，必须采取安全措施。
则可认为底板基本上是稳定的，但在岩石比较破碎地段，要采取安全措施。 则可认为底板极不稳定，要保证安全生产，必须采取安全措施。
ts 临取 0.06Mpa/m ，正常块段 ts 临取 0.1Mpa/m 。
H 临、t 临、ts
1 煤层底板
根据 2004 年郑州矿务局地质勘探工程公司编制的《资源储量核查报告》二 以下主要隔水层岩性为砂泥岩，结合现有井下开采实际情况，公式中主要参数分别为：
Kp-取隔水层最小平均抗张强度 r-取隔水层岩石的平均容重 L-分别为 5m 和 20m M 、t-底板隔水层厚度 45m
Cp-采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度 Mr- 承压水原始导升高度 5m
(一)掘进巷道
(1)当在煤层中掘进时， L 取巷道宽度为 5.0m，H 取 300t/ m2 ， t 实=M=45m 代入公式一、公式二，经计算得： H 临=7018.2t/ m2>H 实（300t/ m2 ） t 临=9.01m，实际上 15m H-为（100+45+155）=300t/ m2 42.6t/m2 2.60t/ m3 （2）当在 L7-8 层灰岩掘进时， L 取巷道宽度为 5.0m，H 取 300t/ m2 ，t 实=20m 代入公式计算得 H 临=2195.0t/ m2>H 实（300t/ m2 ） t 临=9.01m L 取工作面初步放顶距 20m，H 取 300t/ m2 ，t 实=45m,代入公式一、公式二，经计算 得： 1）种情况，即：巷道掘进是安全的。 H 临=548.33t/ m2>H 实（300t/ m2 ） t 临=31.92m 矿井开采最低标高为－ 100m，P 为 3.0Mpa ，M=45.0m ，Cp 根据经验取 15m，MI 取 5m， 代入公式 (3)计算得 : ts= 0.12Mpa/ m 根据《矿井水文地质规程》 ，该系数大于 0.1，存在突水危险。 再根据公式 (3)进行反算，结果如下： ⑴当 ts= 0.06Mpa/m 时,经过计算开采＋ 50m 标高以上的二 1 煤层，不受底板水的威胁。 ⑵当 ts= 0.1Mpa/m 时，经过计算开采 -50m 标高以上的二 1 煤层，不受底板水的威胁。 三、结论： 通过斯列沙列夫公式计算， 承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受的水头值大于实 际水头值。根据《煤矿安全规程》 全措施。 根据突水系数公式计算后得知，开采＋ －50～＋50m 标高之间的正常块段开采二 50m 标高以上的二 1 煤层，不受突水威胁；在 1 煤层时，受突水威胁；在 -50m 标高以下二 \带压开采 \安全措施。 1 煤为带压开采。由 269 条 1 煤层时，不受突水威胁；开采 －50～＋50m 标高之间的富水区或底板受构造破坏块段开采二 1 煤层时，受水害威胁比较严重。为此，东坪煤矿特制订 东坪煤矿二 1 煤层 \带压开采 \安全技术措施 根据《煤矿安全规程》和《煤矿防治水工作条例》张沟煤矿所采二 于煤层底板隔水层平均厚度 规定，是可以带水压开采的，特制定以下安全技术措施。 1、加强对 \带压开采 \工作的领导，成立 \带压开采 \领导小组 组长：张旭 副组长：刘罗义袁中亮 成员：王建锋张海坤李金标 李四虎 刘永坡 定期组织对井田内带压开采问题进行分析， IXU-150 型液压钻机 2 赵福超 45m，根据以上计算的参数，依据《煤矿安全规程》第 269 条规定，东坪煤矿可以 \带水压开采 \，但必须制订安 1）各情况，即：工作面回采时是安全。 办公室设在地质科，办公室主任：王建锋（兼） 带压开采领导小组要根据矿井生产接替情况， 研究和制定相应治理方案及安全技术措施。 2、充分发挥装备作用，搞好 \带压开采 \工作。目前拥有的设备为 台，设备必须保持完好状态。 3、在开采时要利用物探、 钻探手段， 查明煤层底板承压含水层的赋存及补给水源情况， 为安全生产及防治水工作提供可靠的依据。 4、查明各采掘面底板与承压含水层之间的隔水层厚度，并与安全隔水层厚度比较，当 局部区域煤层底板隔水层厚度小于临界水层厚度时， 留设煤柱禁止开采。 5、在+50m 标高以上时，可以正常开采；在 +50m~-50m 标高之间正常区域，也可以正 -50m 标高以下开采时，必 5m 的断层具体位置、 含水性、 常开采；在 +50m~-50m 标高之间富水区或构造复杂区，采取局部注浆加固措施，对底板裂 隙或构造带进行加固，确认无突水危险后方可进行采掘活动；在 6、采用物探手段， 结合钻探等手段查明井田内落差大于 须采取底板物探，对物探异常区进行底板注浆改造加固，确认无突水危险后方可开采。 采取局部注浆前措施， 加固底板隔水层， 改造含水层为隔水层， 增加隔水底板的厚度和强度， 增强隔水底板的隔水能力等特殊措施或