王希良-超千米采深煤层开采渗流突水（阳泉)（9月25号）.ppt

超千米采深2号煤安全开采渗流突水研究,,,王希良,提纲,,,,,,,,二、深部矿井古岩溶特征,三、深部岩溶水水化学特征,四、工作面突水分析,五、深部矿井岩溶陷落柱特征,六、工作面突水通道分析,,七、深部矿井开采岩溶水防治若干思考,,一、深部矿井岩石力学问题,,一、深部煤层开采岩体力学问题,,（1）煤炭资源埋深在1000m以下的为2.95万亿吨,占煤炭资源总量的53;（2）煤矿开采深度以每年8～12m速度增加;（3）东部以每10年100～250m速度发展。,,,,,,,,,,,围岩应力场的复杂性围岩的大变形和强流变性特性动力响应的突变性深部岩体的脆性延性转化深部岩体开挖岩溶突水的瞬时性,,二、矿区水文地质条件分析,,邢台矿区区域水文地质图,,,,,,,,,,,二、矿井深部岩溶问题,二、深部岩溶问题,1.奥陶系中统（三组、八段）（邢东勘探区精查地质报告（1984版））下马家沟组第一段、第二段和第三段。上马家沟组第四段、第五段和第六段。峰峰组第七段、第八段。,二、深部岩溶问题,（1）上马家沟组下马家沟组三段构成一个完整的沉积旋回，第一段底界有剥蚀面，剥蚀面上有底砾岩沉积。第三段末期出现海退，有石盐及石膏假晶。,二、深部岩溶问题,（2）上马家沟组四段由一套泥质白云质角砾岩组成，本段为海侵初期沉积。厚50m。五段本段灰岩岩性比较纯，厚100m，本段与第四段接触面处岩溶发育。在地貌上构成悬崖峭壁，如邢台西山一些陡壁多由此构成。六段本段由白云质角砾岩及34层厚层状灰岩组成，厚100m。上马家沟三段灰岩构成了一个完整的沉积旋回。海侵范围最大时期沉积了岩性比较纯的第五段灰岩。,二、深部岩溶问题,（3）峰峰组七段泥质及白云质角砾岩组成，50m，可见到石膏、石盐假晶。八段奥陶系中统质地最纯的灰岩段，是最主要的含水段，厚100m，在钻孔中，顶部岩溶孔洞中多被泥质、褐铁质、铝土质充填。峰峰组构成了一个完整的沉积旋回，七段为海侵初期沉积，八段为海侵最广阔时期的沉积，海退时期的沉积已被风化夷蚀而消失。,二、深部岩溶问题,2.岩溶发育情况,二、深部岩溶问题,二、深部岩溶问题,二、深部岩溶问题,二、深部岩溶问题,,落水洞,二、深部岩溶问题,二、深部岩溶问题,3.岩溶发育环境分析（1）沉积岩溶奥陶系灰岩沉积期间多次处于受淡水影响的开阔海洋环境，在沉积岩过程中有大量淡水淋滤或混合。但沉积岩溶发育时间短暂，很快又为海侵所替代，尽管发育的孔洞不同程度地被生物碎屑和方解石等充填，但这仍然是岩溶成为后生改造的有利地段，对后期的岩溶发育有重要控制作用。,二、深部岩溶问题,（2）加里东期岩溶问题奥陶纪末期，加里东运动使奥陶系灰岩整体抬升出露地表而遭受风化淋滤溶蚀作用，普遍发育了暴露期岩溶，该期奥陶系灰岩沉积间断150Ma左右，不仅缺失了志留系、泥盆系及下石炭统，而且使奥陶系灰岩也遭受了长期的风化剥蚀，形成了准平原化岩溶地貌。对于现今揭露的奥陶系灰岩古剥蚀面以下30～150m范围的岩溶洞穴，是否如前人所述为本期的岩溶遗留值得商讨。笔者认为，该期发育的岩溶洞穴保留至今的可能性较小，理由是上覆太原组及二叠系地层的沉积将对该洞穴系统进行充填，这已为本区许多钻孔在奥陶系灰岩顶面下很深处仍揭露到铝土泥岩沉积物所证实。,二、深部岩溶问题,在上古生界未剥蚀掉的地区，古剥蚀面以下七、八十米深处的原生层状石膏类岩石仍保存完好。因此，推断加里东期喀斯特作用规模不大，这一时期约1.5亿年，喀斯特化强度比较弱。设想当时的古地理环境应是广阔的低平原，其上覆盖着10～20m厚的铝土质粘土层，地下水交替十分缓慢，这可能是该期古喀斯特发育弱的主要原因。,二、深部岩溶问题,（3）燕山一喜山运动时期岩溶现今在奥陶系灰岩中揭露的大洞穴是如何形成的呢它应是在沉积岩溶、暴露岩溶发育之后，石炭二叠系地层沉积以来，在半封闭、封闭环境下发育而成的A）中石炭统开始沉积至三叠纪地层沉积结束，该时期本区一直处于沉降阶段，奥灰完全进人深埋藏。B）从三叠纪至新生界地层沉积前，即燕山一喜山运动时期，该运动使本区奥灰局部剥蚀裸露。,二、深部岩溶问题,古剥蚀面以下70～90m厚的洞隙富水带是存在的，它仍是燕山喜山构造运动所塑造的，此期间表现为大规模造山运动，剧烈的构造破坏，巨大的地形高差，以及由此产生的强烈地下水交替作用，都是此期间喀斯特强烈发育的重要因素。,二、深部岩溶问题,二、深部岩溶问题,二、深部岩溶问题,4.深部岩溶发育问题岩溶发育层位八段，已剥蚀，七段，六段、五段。深部岩溶发育原因（1）石膏的影响七段可见到石膏、石盐假晶。石膏及其它含硫酸的沉积物可产生大量SO4离子，使地下水呈酸性，对碳酸盐岩有很大的侵蚀性，溶蚀作用强烈，使深部洞穴得到发育。（2）碳酸盐淡水与卤水的化学混合溶蚀作用灰岩在纯水中的溶解度是低的（约15mg/L），当有盐类时，由于生成更容易溶解的重碳酸钙，其溶解度随着HCO3浓度的增加而显著增加。这说明盐的作用对喀斯特作用（洞穴）具重要影响。,二、深部岩溶问题,（3）白云岩在高温下的溶蚀作用七段泥质及白云质角砾岩组成，50m六段本段由白云质角砾岩及厚层灰岩组成，厚100m。实验证明，白云岩在热水封闭体系内的比溶蚀度、比溶解度值均提高，反映深部温度高、地层压力和Pco2均较高，白云岩的溶解速度和强度均相对增大，而灰岩和大理岩则相对降低。在高温高压环境下，白云岩溶蚀作用远大于灰岩。,二、深部岩溶问题,（4）在碳酸盐岩地层特别是白云岩地层中多有石膏夹层，在有些自然环境中，硫酸盐岩（特别是石膏）和碳酸盐岩成互层沉积，为碳酸硫酸盐岩混合建造。当富含CO2的溶液（大气降水或地壳深部热水）沿可溶岩中的构造裂隙运移过程中，发生的复合岩溶导致岩溶发育（5）随温度升高（不超过90时）硫酸盐岩溶解度增大，温度升高白云石溶解量的增加，使硫酸盐岩溶解时溶液的盐效应增强，硫酸盐岩溶解量增大。两种可溶岩的溶解为相互促进作用,,三、矿井深部岩溶水水化学特征,三、矿井深部岩溶水水化学特征,1.区域奥灰水水化学特征（矿井地质报告2010版）该区奥灰水化学类型从基岩露头区，经浅部掩盖区、深埋藏区至排泄区，大体变化规律为矿化度越来越高，Ca离子含量逐步减少，而Na离子含量不断增大。露头区水化学类型HCO3-Ca型，矿化度小于0.2g/L；浅掩盖、深埋藏区水质类型HCO3-CaMg型，局部过渡为HCO3-CaNa型水，矿化度为0.2～0.4g/L；排泄区则为HCO3-Na型水，矿化度为0.2～0.35g/L。,三、矿井深部岩溶水水化学特征,2.奥灰水化学特征（矿井地质报告2010版）D水1孔奥陶系石灰岩含水层七段抽水，单位涌水量0.038～3.77L/sm，水质类型为HCO3-Ca和SO4-Ca型，矿化度0.31～0.54g/L。大青灰岩水水质类型HCO3-CaNa型，矿化度0.33～0.82g/L。,三、矿井深部岩溶水水化学特征,3.工作面奥灰水水化学特征（1）工作面突水相关的奥灰水水化学特征水质类型SO4-HCO3-K.Na，PH值8.5～8.9，矿化度2155～3743mg/L，KNa的毫克当量百分比含量在98以上，CL离子毫克当量百分比含量从13降至4，HCO3离子毫克当量百分比含量从46降至21，SO4离子毫克当量百分比含量从36升至72。,三、矿井深部岩溶水水化学特征,奥灰观测孔2个，20041孔距工作面出水点800m，D水11孔距工作面出水点3820m。20041孔水化学特征KNa12，Ca60，Mg28；Cl3，SO490，HCO37，水质类型SO4–Ca.MgD水11水化学特征KNa8，Ca61，Mg31；Cl25，SO419，HCO356。水质类型HCO3–Ca.Mg,三、矿井深部岩溶水水化学特征,4.矿井奥灰水化学特征D水1孔水化学特征KNa7，Ca67，Mg28；Cl6，SO446，HCO348，水质类型HCO3–SO4–Ca.MgD水4水化学特征KNa10，Ca63，Mg26；Cl5，SO450，HCO342。水质类型SO4-HCO3–Ca.MgD水10水化学特征KNa17，Ca56，Mg23；Cl7，SO422，HCO367。水质类型HCO3–SO4–Ca.Mg,三、矿井深部岩溶水水化学特征,D水11水化学特征KNa10，Ca66，Mg23；Cl7，SO453，HCO340水质类型SO4–HCO3–Ca.MgD水12水化学特征KNa10，Ca66，Mg23；Cl7，SO453，HCO340水质类型SO4–HCO3–Ca.Mg,三、矿井深部岩溶水水化学特征,5.矿井奥灰水水质形成原因（1）从西边界到东边界，井田奥灰水显著特征是SO4离子含量高，说明井田（F1断层、邢台二号断层）之间的断块地段，奥陶系上部地层为碳酸盐与硫酸盐岩（石膏）混合建造，含有大量的石盐、石膏等易溶矿物，岩溶期由于石膏的溶解可形成富含SO4离子的地下水，这种地下水对碳酸盐岩有更大的溶蚀性。可以说这种特殊的易溶硫酸盐的存在，为其后岩溶的强烈发育奠定了基础。,三、矿井深部岩溶水水化学特征,沉积于潮汐环境的碳酸盐，在沉积之后暴露于大气环境中，在干燥气候条件下的浅水环境中，沉淀出了石盐、石膏等易溶矿物，分散于碳酸盐沉积物中；潮汐环境，特别是干燥气候下的潮汐环境的碳酸盐沉积物的孔隙水具有较高的Mg离子浓度（25左右），这些碳酸盐沉积物又很溶易接受淡水淋滤，淡水与富镁海水混合，使得CaCO3白云石化，白云石化的结果形成了大量的晶间孔，晶间孔的形成使大气淡水能更容易地渗透入碳酸盐沉积物,对其进行溶蚀。,,（2）中奥陶统地层夹石膏，因其埋藏深、地温高，石膏层处于奥灰水循环交替范围以内，奥灰水溶解石膏的速度加快。SO4离子、Cl离子、Na离子是易迁移多富集元素，对奥灰水的水质和矿化度起主导作用，随深度的增加径流条件变差浓度逐渐增加。,,灰岩、石膏,三、矿井深部岩溶水水化学特征,（3）井田西边界的奥灰水矿化度300～500mg/L，临近邢台二号断层的2041孔（距2号断层1100m）其矿化度仍在300mg/L左右，说明井田奥陶系灰岩径流条件良好。（4）但距20041孔800m的工作面出水点奥灰水矿化度却达到3000mg/L，说明出水水源为径流条件呆滞区，应该靠近邢台二号断层。运动着的奥灰水遇到二号断层的阻隔而径流滞缓，致使矿化度升高。,,四、工作面突水通道分析,四、工作面突水通道分析,1.工作面突水水源分析（1）突水水源为奥灰水。（2）深部岩溶发育，岩溶径流条件较好，但在东边界（邢台二号断层）径流受到阻碍，径流滞缓。（3）突水水源来源于边界（邢台二号断层）附近。（4）水量补给充沛。水量不会有很大变化，水量的大小取决于通道的发育程度。（5）水质不会有很大变化。,四、工作面突水通道分析,2.工作面出水简要回顾（1）2010.12.15开始回采，至2011.4.13，推进到切眼以外300m，此期间工作面无任何出水征兆。（2）2011.4.13工作面下巷采空区向外出水，初始水量20，后增大至40。（3）工作面推进后水量增大至120，最大为200；此后一直稳定在70左右。,突水与岩层运动和应力场应力分布间关系,四、工作面突水通道分析,出水过程的分析突水水量大小的变化取决于底板岩体的渗透性。,b工作面底板剪切带分布特征,c工作面周围支承压力分布特征,四、工作面突水通道分析,四、工作面突水通道分析,,采煤工作面底板受力、剪切带分布图,四、工作面突水通道分析,四、工作面突水通道分析,四、工作面突水通道分析,3.工作面开采过程中水文地质工作（1）巷道两侧含水通道探测掘进期间超前探测采用直流电法进行超前探测（22次），未发现大的导含水异常。掘进期间底板超前钻探22个超前钻终孔层位野青灰岩，超前距和帮距均为62m，无水。,四、工作面突水通道分析,（2）工作面内外含水通道探测切眼向外帮施工4个钻孔，进尺642m。两巷施工外帮底板钻孔10个，进尺2108m，钻孔施工均无出水现象。瞬变电磁探测。没有发现含水异常体。幅频电透视。没有发现含水异常体存在。坑透。6处物探异常，未发现直径大于20m陷落柱。电测深探测。局部低阻异常区，。结论在上下巷底板埋深100m以内均未发现向上发育的纵向低阻异常体（目前的探测技术条件下）。,四、工作面突水通道分析,4.探测精度评述（1）地震法超前物探对构造探测比较准确；（2）电磁法超前物探对含水构造探测较为准确；直流电法能提供前方80米范围内岩石的视电阻率变化信息，但预测掘进头的后方必须有不小于80m的施工空间。（3）现有针对隐蔽型导水构造的超前精细探查预测技术与装备不足，探测精度不够。（4）2127工作面附近（下伏）隐蔽型的陷落柱（导水构造）有可能存在而没有探测到。,四、工作面突水通道分析,突水通道具有隐蔽性和难以探知性陷落柱的形成原因决定了其具有点状导水构造的特点，尽管有些陷落柱的直径可达数百米，但和整个地质结构体相比，仍具有很强的局部性，特别是在陷落柱的周边区域，地层层序仍保持着正常状态，这就形成了通过地层层序和构造形态分析预测陷落柱变的十分困难，甚至不可能，陷落柱的隐蔽性和难以探知性，决定了陷落柱突水具有突发性和难以防范性。,四、工作面突水通道分析,5.常见的底板突水灾害类型（1）陷落柱导水,,,a全通式导水,b下通式导水,c上通式导水,四、工作面突水通道分析,（2）断层导水,,,,,四、工作面突水通道分析,（3）底板损伤导水,四、工作面突水通道分析,6.工作面突水通道分析（1）是否是断层作为突水通道A）据矿区勘探区精查地质报告认为F1、F15、F19、F23为导水断层，工作面开采仅涉及F19断层F19断层已按要求留设防水煤柱。B）三维地震对断层的勘探精度较高。C）地面、井下勘探均未发现导水断层，勘探探测精度高、效果可信。结论基本可以排除断层作为导水通道。,四、工作面突水通道分析,（2）是否是整个底板岩体的高压渗流突水工作面标高-1140～-1213m。2煤下距奥灰含水层175m。工作面突水系数在0.08～0.084MPa/m煤层底板至奥灰顶面岩体工程地质情况（水观9钻孔岩芯）,四、工作面突水通道分析,突水系数,煤层底板隔水层所承受的水压力P是指奥灰顶面至其承压水位的水柱压力。有些文章和报告将其取为煤层底面至承压水面的水柱压力P′（错误）。在实际工作中P值应通过钻孔实测确定。,0.08～0.084,四、工作面突水通道分析,,四、工作面突水通道分析,底板岩体抵抗水压能力强的块段（关键层）14781481,14811484,四、工作面突水通道分析,14841488,四、工作面突水通道分析,14881491,四、工作面突水通道分析,15031507,四、工作面突水通道分析,15071510,四、工作面突水通道分析,,中砂岩,细砂岩,泥质粉砂岩,粉砂岩,不同岩性全应力应变过程的渗透性变化曲线,,岩石损伤过程中的应力应变及渗透性变化,四、工作面突水通道分析,典型矿区底板突水性与隔水层厚度关系中砂岩,四、工作面突水通道分析,四、工作面突水通道分析,四、工作面突水通道分析,从典型矿区板突水性与隔水层厚度关系来看，有如下特点A）水压4MPa以下；B）隔水层厚度50m以下；C）突水点最突出的特点隔水层30m以下；D）符合煤矿防治水规定附录四“就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m。”,四、工作面突水通道分析,工作面（1）隔水层厚度175m（2煤底至奥灰顶）；（2）奥灰水压12MPa；（3）典型矿区板突水性与隔水层厚度关系显然不能在该工作面应用；（4）深部岩体处于复杂力学环境，其工程力学特性发生了很大变化，突出地表现在应力场的复杂性、工程岩体的大变形和强流变性、动力响应的突变性、岩溶突水的瞬时性和不可预见性。（5）底板突水评价依据,四、工作面突水通道分析,工作面2号煤煤层底板岩体阻水性评价A）从岩体的工程地质特性来看，关键层岩体主要由砂岩、细砂岩、粉砂岩组成，岩体比较完整，块状结构，抵抗水压能力强；B）高地应力、高承压水下岩石力学的变形破坏特点其阻水性能定量计算C）高水压条件下底板岩体渗透特性底板岩体阻水能力定量评价D）煤层底板岩体在高水压和矿压长期作用下其工程力学特性随时间的变化规律如何滞后突水评价,四、工作面突水通道分析,关于工作面2号煤底板岩体渗流突水的初步结论（1）排除整个底板岩体（175m）的高压渗流突水；（2）部分底板岩体高压渗流突水（高压渗流突水的厚度是多少需要做了实验才能回答）；（3）底板突水的途径是奥灰承压水沿着陷落柱上升到一定高度（水压消减不大），沿着最小应力路径至煤层底板以下一定深度，或者直接到达底板破坏深度处、或者克服一定厚度的岩体才到达底板破坏深度处，至工作面发生涌水。,四、工作面突水通道分析,（4）工作面突水通道工作面底板某处存在着导水陷落柱，在陷落柱顶端裂隙带与工作面采动裂地带之间的“隔水岩体”不足以抵抗陷落柱水压，当工作面开采后，底板滞后突水。,工作面突水的工程岩体水力学模式,四、工作面突水通道分析,,五、大采深矿井岩溶陷落柱特征,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,1.陷落柱情况陷落柱6个，均不含水、不导水。X1、X2、X3、X4、X5、X6（1）X1陷落柱下水平矸石充填配巷2004.4.12日揭露，柱内岩石以中小块细砂岩为主，胶结密实，干燥无水，在陷落柱与煤层接触位置可见到方解石脉。长轴42m，短轴12m，长轴方位为54。（2）X2陷落柱21123工作面回采2006.2.11揭露，深灰色细砂岩为主，以中大块为主，表面上结晶有黄铁矿，胶结密实，干燥无水。不规则的椭圆形，长轴40m，短轴14m，长轴方位为125。（3）X3陷落柱2008.2.19在2121工作面大型陷落柱，胶结致密，柱体内干燥无水。长轴110m，短轴71m，长轴方位12。（4）X4陷落柱22号充填巷掘进时于2008年10月9日揭露，柱体内岩石充填致密，干燥无水。（5）X5陷落柱（6X6陷落柱,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,2.陷落柱发育特征（1）6个陷落柱均不含水、导水，说明这些古岩溶发育基础上的；（2）X1、X3、X4、X6四个陷落柱均在井田东部，F21、F23断层之间，说明这一块段的奥灰岩溶发育，为径流通道；（从奥灰岩溶发育和埋藏深度的关系来讲，井田西部岩溶发育程度应该远远地比东部要高，而实际上，岩溶发育程度却与埋藏深度关系不大，甚至可以说，埋藏深度对于岩溶的发育程度没有起到主要作用，那么井田岩溶发育的主控因素是什么）（3）X2、X5在井田西边界（该区段奥灰埋藏较浅，岩溶自然发育）；（4）6个陷落柱均在一个块段，径流带在井田东北方向，F19、F23之间断块。（5）推论临近井田边界东部存在陷落柱的可能性很大。,五、大采深矿井溶陷落柱发育特征,3.大采深矿井陷落柱发育成因奥陶系灰岩七段可见到石膏、石盐假晶。石膏及其它含硫酸的沉积物可产生大量SO4离子，使地下水呈酸性，对碳酸盐岩有很大的侵蚀性，溶蚀作用强烈，使深部洞穴得到发育陷落柱成因的“膏溶说”。,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,根据典型剖面的岩石薄片鉴定和化学成分分析，中奥陶统的碳酸盐一硫酸盐岩系属于陆缘浅海台地沉积，根据岩相分析属于三个大的沉积旋回。而每个旋回初期即属于台地潮上带形成各组底部潮上泻湖蒸发岩相,为一套泥晶白云岩、泥晶白云质灰岩、泥晶灰岩、石膏及硬石膏岩混合建造。台地潮间带也有石膏层沉积。原生石膏沉积后,先后经历了由石膏一硬石膏一石膏的反复变化和溶蚀破坏过程,是形成陷落柱的原发层位。这些含石膏的角砾层及构造体处于潜水面以上时,石膏盐类矿物被部分或全部溶蚀掉,形成空洞（岩溶洞穴），这些垂直的大型空洞由于顶板崩塌冒落和角砾碎石堆积充填,最终形成岩溶陷落柱。,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,石膏沉积后，由于区域构造运动的影响，特别是燕山期构造运动的影响，一方面使石膏层聚集成盐丘，另一方面形成节理裂隙网，构成地下水向深部循环运动的通道。而挽近期构造运动，使华北地台内部产生差异性升降，太行山区大幅度抬升，地表河流迅速下切，加速了地下水的深部循环。在构造复合部位特别是NW向和NNE向构造复合部位地下水交替作用更强烈,是陷落柱易成部位。,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,葛泉矿陷落柱成因截止到2004年，葛泉矿已发现60个陷落柱。葛泉井田奥陶系中统灰岩为一套巨厚、质纯灰岩,且有三个石膏或硬石膏层段发育,有利于溶蚀及“膏溶”作用的进行,为岩溶的形成和发育提供了物质条件,除灰岩易于溶蚀,形成大量溶隙、溶洞外,石膏层在地下水的作用下加大溶蚀作用,同时产生体积膨胀,对围岩产生机械破坏作用,促使岩溶作用的进一步增强。,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,（1）邢台矿百泉水文地质单元中奥陶系灰岩水文地质条件极为复杂的区域，q为5.2，但自1968年开采，整个2号煤开采范围内基本上没有发现陷落柱，为什么（2）深部矿井深埋井田，奥陶系灰岩埋藏很深，在深部（1000m出发现陷落柱，而在其相对浅部（400m）却很少发现陷落柱，又是为什么（3）结论该区域岩溶发育程度特别是溶洞发育一直到陷落柱的形成，石膏在起主要作用。,4.采动影响下隐伏岩溶陷落柱数值模拟,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,五、大采深矿井岩溶陷落柱发育特征,距陷落柱80m,距陷落柱100m,距陷落柱60m,距陷落柱40m,,六、工作面突水通道分析,,1.工作面突水的陷落柱位置推定（1）陷落柱位置在运输巷外侧，离邢台二号断层相对较近。（2）该陷落柱弱导水，陷落柱充填物质压实不够紧密,胶结程度一般，在12MPa水头压力下可发生渗透。由于柱体岩块对水流渗透阻力很大,沿途水头不断损失,所以水量不会很大，100左右。,2.工作面底板变形破坏分析,剪应力,支承压力,最大主应力,最小主应力,3.工作面底板变形破坏数值模拟,底板岩层塑性区分布图（初次来压）,底板岩层塑性区分布图（周期来压）,4.工作面底板变形破坏测试,,（3）陷落柱与工作面距离井陉一矿贾南1-1陷落柱曾测过柱体岩块阻力对水头消减值为0.2kg/cmm。假设岩溶陷落柱高度、隔水层厚度，计算突水系数2040608010012014016015013011090705030100.770.890.101.21.41.93.18.8从突水系数来看，陷落柱的发育高度不会超过100m。,,七、深部矿井开采岩溶水防治若干思考,1.矿井水害防治基础理论,（1）华北型奥陶系灰岩等深部岩溶发育规律征；（2）深部开采条件下高承压含水层上开采的突水控制因素及水害形成机理；（3）复杂组合结构条件下底板隔水层阻水能力评价指标体系和评价标准；（4）突水形成过程中应力场、渗流场、温度场的演变规律及其自动监测前兆因素的理论研究；（5）矿井水防治、地下水资源利用及其生态环境影响的综合演化效应。,2.矿井水害中长期预报方法,建立基于GIS平台和多元信息复合技术的矿井水害中长期预报方法和系统，建立针对不同地区、不同成因机制的矿井突水预测模型，实现矿井水害的中长期预报，为矿井水害临突预报提供基础。,3.矿井水害自动监测预报预警系统,从矿井突水的前兆因素入手，利用现代信号检测、数据传输和模型识别技术，建立矿井水害自动监测预报预警系统，开发相应装备，实现矿井水害的临突预报，提高对大型矿井突水的预测准确率。,4.矿井突水通道快速与精细探测（物探、化探）技术,着重发展利用地面三维地震、矿井直流电法、矿井瞬变电磁法、同位素、微生物地球化学勘察技术，为矿山水害事故的水源及通道快速判定提供技术支持。,5.矿井水害救灾快速反应指挥系统,建立井下监控系统，结合井下水文地质参数自动监测预警系统和GIS空间信息技术，建立救灾指挥系统。在发生矿井淹井事故等灾害时，将井下水量、水位、淹没范围等有关数据及图像信号传回控制中心，以便救灾指挥部及时了解灾情，作出正确的抢险救灾决策。,6.矿井水害综合防治理论技术体系,研究建立从矿井水文地质条件多手段结合综合探查、矿井水害预测预报、矿井水害预防、突水后被淹矿井恢复救灾的关键技术等完善综合防治水理论和技术体系。,2014年9月25号,谢谢,