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矿井水害如何防治论文( 四 )

小知识



地质灾害防治技术

式中：L为顺层防水矿柱宽度（m）；M为矿层厚度或采高（m）；P为矿层所承受的水压（MPa）；K为矿层的抗张强度（MPa）；A为安全系数 ， 一般取2～5 ， 取值应考虑断层产状要素可靠程度、破碎带的宽度和强度、矿层变化及其强度值的可靠性、水压变化及其可靠程度、采后矿柱破坏情况等诸多因素 。


图4－11 矿层位于导水断层上盘时的防水矿柱

当岩层倾角较大时 ， 可用下式计算水平防水矿柱宽度：


地质灾害防治技术

式中：Lp为岩层倾角较大时 ， 顺层防水矿柱的宽度（m）；L为顺层防水矿柱的宽度（m）；β为矿层倾角（°） ， 当岩层与断层间夹角较小时 ， 应考虑底板突水可能性 ， 并用底板防水岩柱厚度来校验 。 校验时先确定底板防水岩柱 ， 再根据矿层与断层间的夹角用下式计算顺层防水矿柱的宽度：


地质灾害防治技术

式中：Ha为安全防水矿（岩）柱宽度（m）；θ为矿层与断层夹角（°）；其他符号意义相同 。
将式（4－21）和式（4－22）计算结果进行比较 ， 取大值作为防水矿（岩）柱宽度的最终选定值 。


图4－12 矿层位于导水下盘的防水矿柱图

B.安全防水岩柱厚度（Ha）确定方法 。
a.根据矿井实际观测资料确定 。 Ha可根据各矿具体情况和经验确定 ， 应大于隔水层受采动影响而遭到直接破坏的无效隔水层厚度 。 我国峰峰、焦作、淄博等矿区采煤对底板破坏深度为6～14m ， 有些地区大于14m ， 在无资料情况下 ， 可利用直接破坏带厚度与采场岩体试验资料作为参考（坚硬岩层为11～20m ， 中硬岩为10～17m ， 软弱岩层为8～12m） 。
b.突水系数（Ts）的估算 。 突水系数指突水点处突水临界水压力与其有效隔水层厚度的比值（MPa/m） 。 先根据矿区各突水点资料算出临界突水系数值 ， 再利用突水系数值计算安全防水岩柱厚度 。 根据定义 ， 突水系数及安全防水岩柱厚度（Hs）表达式分别为


地质灾害防治技术

式（4－23）和式（4－24）中：P0为临界水压力（MPa）；P为隔水层承受水压力（MPa）；M1为隔水层厚度（m）；M0为矿压对底板破坏的最大深度（m） 。
斯烈萨列夫隔水层底板临界厚度（t）的计算公式为


地质灾害防治技术

式中：L为巷道底宽或回采工作面最大控顶距离（m）；γ为隔水层容重（t/m3）；K为隔水层抗张强度（t/m2）；其他符号意义同前 。
再计算安全防水岩柱厚度（Ha） ， 公式为


地质灾害防治技术

当L不大时 ， M0→0 ， 则Ha＝t 。
矿层位于导水断层下盘时 ， 矿（岩）柱的留设除按式（4－21）计算顺层安全防水矿柱外 ， 还需计算导水裂隙带与断层保持一定安全厚度的防水岩柱时 ， 顺层防水矿柱宽度（图4－12） 。 比较两者大小 ， 取大值 。 计算公式为


地质灾害防治技术

式中：L为顺层防水矿柱宽度（m）；L1、L2、L3分别为顺层防水矿柱分段宽度（m）；Ha为断层安全防水岩柱宽度（m）；Hml为导水冒裂带高度（m）；θ为断层面与煤层的锐夹角（°）；δ为走向塌陷角（°） 。
矿层位于不导水断层上盘时 ， 矿（岩）柱留设根据断层两盘的矿层与含水层的相对位置可分为：含水层高于冒裂带高度、含水层处于冒裂带中和含水层低于矿层等3种情况 。

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