承壓水與安全開采的技術(shù)與施工

1、承壓水與安全開采的技術(shù)與施工摘要：以煤礦在承壓水體間安全開采為背景，通過研究，建立礦井工程地質(zhì)與水文地質(zhì)模型，揭示承壓水條件下開采過程中頂?shù)装鍘r層變形破壞規(guī)律和滲流場分布，對(duì)煤礦突水威脅危險(xiǎn)性做出科學(xué)評(píng)價(jià)，提出開采方案，開采參數(shù)和防水技術(shù)措施，保障下組煤開采在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上、安全上的合理性和可靠性。關(guān)鍵詞：承壓水體；安全開采；防水措施引言礦井突水災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)中重大災(zāi)害之一，但隨著礦井開采深度的逐年增加，深部礦壓對(duì)煤層底板的破壞活動(dòng)加劇，地層深部承壓水由于勢能較高，對(duì)煤礦生產(chǎn)的危害程度將有增加的趨勢。由于各個(gè)區(qū)域的礦井地質(zhì)條件千差萬別，突水影響因素眾多，因此突水發(fā)生形式以及機(jī)制也各不相同。欲在

2、承壓水體上安全地進(jìn)行開采，必須對(duì)該區(qū)域地質(zhì)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)進(jìn)行綜合分析和研究，系統(tǒng)研究安全開采方法，設(shè)計(jì)開采參數(shù)和防治水措施，正確指導(dǎo)采煤設(shè)計(jì)和防治水設(shè)計(jì)，做到有的放矢，確保安全生產(chǎn)。1承壓水概述充滿于上、下兩個(gè)相對(duì)穩(wěn)定隔水層之間的含水層中，對(duì)頂板產(chǎn)生靜水壓力的地下水，稱為承壓水。承壓水由于有隔水頂板存在，其補(bǔ)給區(qū)和分布區(qū)不一致，與水文因素季節(jié)變化的關(guān)系不甚明顯，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，不易受污染。又因受上、下隔水層的限制，其有一定的承壓水頭，運(yùn)動(dòng)方式不是在重力作用下的自由流動(dòng)，而是以傳遞靜水壓力的方式進(jìn)行水的交替，當(dāng)?shù)匦螚l件適宜時(shí)，經(jīng)鉆孔揭露承壓含水層后，承壓水會(huì)噴出地表（承壓水因此又稱自流水）。最適

3、宜承壓水形成的構(gòu)造形式有向斜和單斜。儲(chǔ)存承壓水的向斜構(gòu)造，在水文地質(zhì)學(xué)上通常稱為承壓水盆地或自流盆地。自流盆地按其水文地質(zhì)特征可分為補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)及排泄區(qū)3部分，如圖1-1所示。在含水層出露較高，并且直接接受大氣降水或地表水補(bǔ)給的地段，稱為補(bǔ)給區(qū)。補(bǔ)給區(qū)的地下水，具有潛水性質(zhì)。含水層出露較低，且以泉的形式出露地表，或補(bǔ)給潛水和地表水的地段，稱為排泄區(qū)。在補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)之間，含水層上部具有隔水層且承受靜水壓力的地段，成為承壓區(qū)。在承壓區(qū)，當(dāng)鉆孔打穿隔水頂板時(shí)，承壓水便涌入鉆孔內(nèi)，水沿鉆孔上升，當(dāng)水位上升到一定高度且穩(wěn)定后，此時(shí)的水面標(biāo)高稱為承壓水的測壓水位或靜水水位。從靜水水位到隔水頂板地面的垂

4、直距離稱為承壓水頭；上、下兩隔水層之間的垂直距離，稱為含水層厚度。圖1-1 自流盆地構(gòu)造示意圖在向斜構(gòu)造的自流盆地中，往往有幾個(gè)含水層存在，每個(gè)含水層分別有自己的補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)。當(dāng)?shù)乇硇螒B(tài)與構(gòu)造形態(tài)一致時(shí)，稱為正地形自流盆地。在正地形自流盆地中，下部含水層的測壓水位一般較上部含水層高，含水層之間若有水力聯(lián)系，往往是下部含水層補(bǔ)給上部含水層。地表形態(tài)與構(gòu)造形態(tài)相反的自流盆地，稱為負(fù)地形自流盆地。負(fù)地形自流盆地中，下部含水層的測壓水位一般較上部含水層低，若含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，往往是上部含水層補(bǔ)給下部含水層。儲(chǔ)存承壓水的單斜構(gòu)造，稱承壓水斜地或自流斜地。自流斜地通常是因含水層巖相變化或尖

5、滅，以及含水層被斷裂錯(cuò)開或被各種侵入體阻擋而形成。由斷裂構(gòu)造形成的承壓水斜地，見圖1-2。當(dāng)斷裂帶導(dǎo)水時(shí)，則各含水層將通過斷層發(fā)生水力聯(lián)系或通過斷層以泉水的形式排泄于地表，構(gòu)成承壓水的排泄區(qū)，此時(shí)承壓區(qū)介于補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)之間，情況與自流盆地相同，見圖1-2a；若斷裂帶隔水而不導(dǎo)水時(shí)，則含水層的補(bǔ)給區(qū)接受地表水或大氣降水的補(bǔ)給，當(dāng)補(bǔ)給量超過含水層可能容納的水量時(shí)，在含水層暴露地帶的低洼處呈泉水形式出露于地表，形成排泄區(qū)，此時(shí)補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū)位于承壓區(qū)的同一側(cè)，見圖1-2b。當(dāng)?shù)叵滤闯錆M兩個(gè)隔水層之間時(shí)，稱為無壓層間水，其特征除具有自由水面而不承壓外，基本上與承壓水相同。承壓水含水層的水面特征，可

6、用等水壓線圖來描述。承壓水等水壓線圖即承壓水測壓水位等高線圖，見圖1-3。根據(jù)等水壓線圖可以測定承壓水的流向、水力坡度及每一點(diǎn)的承壓水位，判定各承壓含水層之間以及與潛水的相互補(bǔ)給關(guān)系，為礦井疏干降壓提供資料。承壓水雖是很好的供水水源，但是對(duì)礦井開采來說，地下水過大，會(huì)使大量的地下水流入井下，甚至造成淹井事故，必須引起高度重視。圖1-2 斷裂構(gòu)造形成的自流斜地圖1-3 承壓水等水壓線圖2研究的關(guān)鍵問題針對(duì)煤礦開采過程中遇到的承壓水突水威脅，其關(guān)鍵問題包括：（1）對(duì)影響煤層底板突水的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)主控指標(biāo)的勘察探測和分析，如含水層含水性、滲透性、系統(tǒng)性；隔水層厚度、分布、完整性；所在地區(qū)的地質(zhì)

7、構(gòu)造；地應(yīng)力大小等相關(guān)指標(biāo)。（2）承壓水體上的下組煤開采后，巖體內(nèi)引起的移動(dòng)變形和破壞特征，特別是在遇有特殊地質(zhì)構(gòu)造（斷層、陷落柱、破碎帶、隔水層變異等），在流固耦合作用下煤層開采引起的底板滲流變異規(guī)律，包括初次開采、重復(fù)開采與擴(kuò)大開采范圍后的底板巖層變形破壞異常規(guī)律。（3）對(duì)底板隔水層、陷落柱、破碎帶遭到突然破壞和擾動(dòng)，形成礦井突水危險(xiǎn)性及潛在危害的評(píng)價(jià)。（4）對(duì)承壓水體上開采的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性和安全性做出科學(xué)地評(píng)價(jià)。3巷道的承壓水水害隱患預(yù)測及防治研究現(xiàn)狀3.1概述對(duì)于華北型煤田，由于深部礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜，奧陶紀(jì)灰?guī)r含水層富水性強(qiáng),水壓值大，可達(dá)到2.06.5MPa。下組煤層與其

8、下伏的灰?guī)r巖溶含水層之間的隔水層厚度一般只有1020m，最大5060m。此類煤田有河北的井徑、臨城、邢臺(tái)、邯鄲、峰峰、開灤，河南的安陽、鶴壁、焦作、平頂山、新密、豫西，山東的淄博、月巴城、萊蕪、新漢、棗莊，江蘇的徐州、大屯，安徽的淮南、淮北，山西的霍州、軒崗、潞安，陜西的渭北，遼寧的本溪、南票，吉林的通化等30多個(gè)。目前，北方主要礦區(qū)受巖溶水威脅的煤炭儲(chǔ)量達(dá)150多億噸，如何將這些煤炭從承壓水上解放出來，實(shí)現(xiàn)安全高效煤礦的生產(chǎn)，一直是中國煤炭行業(yè)的主要攻關(guān)課題之一。3.2礦井開拓工程突水實(shí)例據(jù)統(tǒng)計(jì)，礦井井巷涌水量約占礦井總涌水量的50%以上，特別是在井巷通過有水力聯(lián)系的松軟破碎帶、斷層裂隙帶或

9、直接揭露含水層時(shí)，常因掘進(jìn)中巷道圍巖等卸壓加載等引起的礦壓現(xiàn)象，使巷道圍巖產(chǎn)生變形、破壞、坍塌、冒落，當(dāng)抗壓巖柱小于動(dòng)水壓力時(shí)，會(huì)造成突水災(zāi)變事故，危及生產(chǎn)安全。目前，國內(nèi)煤礦開采過程中，各種巷道開拓突水事故時(shí)有發(fā)生，甚至在建井期間即發(fā)生突水，造成淹井或停產(chǎn)事故。大量實(shí)踐表明，巷道突水在煤礦水害事故中占有很高的比率，以下列舉幾例巷道開拓時(shí)發(fā)生突水的實(shí)例。1993年1月15日，某煤礦在開采太原群下部煤層時(shí)，受底部承壓灰?guī)r水的嚴(yán)重威脅，在巷道掘進(jìn)時(shí)發(fā)生32970m3/h特大突水淹井事故。（突水原因是巷道超壓掘進(jìn)，底板奧灰?guī)r存在富水區(qū)及強(qiáng)逕流帶，q=0.85101L/（sm）。2006年8月28日，

10、某鐵礦發(fā)生突水，瞬時(shí)最大水量928m3/h。造成井巷被淹，礦井治水停建（突水原因分析是巷道接近F4導(dǎo)水?dāng)鄬铀拢?010年3月1日，某煤礦在礦井建設(shè)巷道開拓時(shí)，發(fā)生72000m3/h底板奧灰?guī)r溶水特大突水事故，涌水量為新中國建國以來第二大（突水原因是對(duì)巷道底板奧灰承壓水危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不足，巷道盲目超前掘進(jìn)所致）。2010年3月28日，某嶺礦在礦井建設(shè)開拓中，發(fā)生重大突水事故，事故發(fā)生當(dāng)時(shí)被困153人，經(jīng)過煤礦歷史上最大規(guī)模搶救，但仍造成38人死亡（突水原因是巷道盲目超前掘進(jìn)導(dǎo)通老空水)。部分開拓工程突水實(shí)例見表3-1。表3-1 部分開拓工程突水實(shí)例序號(hào)工程概況突水時(shí)間突水量m3/h突水原因危害后

11、果1主、副井聯(lián)絡(luò)巷33996地板奧灰水上超壓掘進(jìn)，斷層淹井2北大巷掘進(jìn)迎頭-21032970地板奧灰水上超壓掘進(jìn)，奧灰為富水區(qū)及強(qiáng)逕流帶淹井3采區(qū)軌道上山480底板五灰水上超壓掘進(jìn)，斷層停掘4溜子道掘進(jìn)2100斷層位置不準(zhǔn)掘進(jìn)到斷層奧灰突水淹沒巷道5掘進(jìn)迎頭5273超壓掘進(jìn)誘發(fā)奧灰水突破帶淹井6軌道下山車場19200超壓掘進(jìn)誘發(fā)奧灰水突破帶淹井7風(fēng)井，-390m水平回風(fēng)石門928砂礫巖水，斷層淹井8副井臨時(shí)水倉6540底板灰?guī)r水、斷層淹巷道9東大巷掘進(jìn)4515底板奧灰水、斷層淹井10掘進(jìn)巷道放炮600底板奧灰水上超壓掘進(jìn)淹井11膠帶暗斜井向下掘進(jìn) 132m220砂礫巖，小斷層停掘122條暗斜井

12、360K砂巖裂隙含水淹面停掘13北進(jìn)風(fēng)井筒施工到404.4m202斷層導(dǎo)通多層砂巖水淹井14斜井開拓1600灰?guī)r水淹井15西一采區(qū)-390m石門2000底板灰?guī)r水上超壓掘進(jìn)停掘關(guān)閉采區(qū)閘門16四采區(qū)進(jìn)風(fēng)井127中砂巖水淹井17主井掘進(jìn)到806.6m180斷層導(dǎo)通2層砂巖水淹井18皮帶巷掘至369m120陷落柱導(dǎo)水停掘19下巷掘至750m70000奧灰突水淹井因此，延深受承壓水威脅的礦井時(shí)，為適應(yīng)其水壓高、水量大的特點(diǎn)，在延深設(shè)計(jì)與施工中必須充分考慮防水、排水、治水的需要。必須高度重視水害預(yù)報(bào)、探水、治水工作，否則，由于延深開拓時(shí)還未形成強(qiáng)大的排水系統(tǒng)，而發(fā)生災(zāi)害事故。3.3巷道開拓突水機(jī)理而對(duì)

13、于深部礦井巷道開拓工程，突水特征是過程發(fā)張快，峰值高，衰減快。其具體突水過程具有明顯4個(gè)階段：（1）前兆段，井巷發(fā)現(xiàn)淋水、底鼓、頂板來壓、水色變黃等，時(shí)間一般一天以上。（2）突水段，出水量1t/min，水量逐漸增大，直至大水突出。時(shí)間2h14d不等。（3）快速發(fā)展段，大水突出，常伴有巨響，巖石崩裂，混濁水沖出，水量急劇發(fā)展到最大值。時(shí)間222h，這是最具淹井威脅的時(shí)段。（4）水量衰減段，突水影響半徑達(dá)到補(bǔ)給邊界，含水層水力坡度逐漸平穩(wěn)，水量逐步減少，直到穩(wěn)定。一般346d，水量衰減程度與含水層補(bǔ)給條件有關(guān)，一般補(bǔ)給條件良好，衰減值30%50%，補(bǔ)給條件差的，衰減值60%90%。掘進(jìn)巷道引發(fā)的突

14、水事故比較多，與其它類型的突水事故相比，巷道突水有其明顯的特點(diǎn)，就是遲到（或滯后）突水，其前兆往往被人忽視，沒有及時(shí)采取措施而造成了嚴(yán)重的突水事故，即：巖石破碎遇水膨脹；上下巖層或本巖層富含水；突水點(diǎn)與斷裂構(gòu)造帶連通；支護(hù)不及時(shí)或支護(hù)結(jié)構(gòu)后面有空隙，能允許圍巖很快產(chǎn)生大變形；出水時(shí)間滯后,即均在圍巖被揭露一定時(shí)間后發(fā)生；突水時(shí)有明顯的誘導(dǎo)因素；初時(shí)突水為集中涌水，水量較小，之后伴隨圍巖或支護(hù)的破壞，水量逐漸增大，最后出現(xiàn)大面積淋水；涌水量增加是漸次遞增，并數(shù)次突變，在達(dá)到穩(wěn)定涌水量前一階段遞增突變尤為迅速；在達(dá)到一定涌水量后，水量趨于穩(wěn)定。3.4巷道高承壓突水國內(nèi)研究現(xiàn)狀（1）巷道高承壓突水因

15、素的研究從統(tǒng)計(jì)資料來看，巷道底板發(fā)生的突水事故占有相當(dāng)部分，其主要機(jī)理是巷道開挖引起底板破壞，產(chǎn)生裂隙與底板含水層直接或間接溝通，并采動(dòng)影響導(dǎo)致底板突水并引發(fā)突水事故。對(duì)于深部巷道延伸開拓工程，由于受底板高承壓水的威脅最大，一旦巷道底板突水，其表現(xiàn)往往水壓高、水流急、水量大等特點(diǎn)，所以對(duì)巷道掘進(jìn)施工中的危害也是最大，故在巷道施工中也是最優(yōu)先要考慮的突水因素。（2）巷道開拓突水預(yù)測的研究突水預(yù)測預(yù)報(bào)是近年來礦井突水災(zāi)害防治研究的一個(gè)重要方面，很多學(xué)者致力于這方面的研究工作，取得了重大進(jìn)展，形成了不同的學(xué)科分支和研究方向。從各類突水預(yù)報(bào)方法所依賴的基礎(chǔ)理論劃分，可將其分為泛決策分析理論和巖體工程地

16、質(zhì)力學(xué)理論兩大體系。目前關(guān)于巷道開拓突水預(yù)報(bào)可供參考的資料則很少，也沒形成一個(gè)好的評(píng)價(jià)方法，所以對(duì)于深部巷道突水預(yù)測預(yù)報(bào)的研究則是一個(gè)新的研究領(lǐng)域。張文泉等進(jìn)行的礦井頂板涌水量的模糊預(yù)測與防治決策研究；劉光慶等完成的礦井頂板水害預(yù)測與防治專家系統(tǒng)；劉偉韜等提出的頂板涌水等級(jí)評(píng)價(jià)的模糊數(shù)學(xué)方法；鄭綱用模糊聚類分析法預(yù)測頂板砂巖含水層突水點(diǎn)及突水量的研究。其他的研究方法還有人工專家系統(tǒng)方法進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的方法、應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的方法等。眾多學(xué)者從不同角度探討了底板突水的預(yù)測方法，對(duì)于指導(dǎo)承壓水上采煤起到了重大的指導(dǎo)作。3.5巷道高承壓突水國外研究現(xiàn)狀在國外，對(duì)煤礦突水的研究也已有100多

17、年的歷史，現(xiàn)如今對(duì)煤礦水害研究的重點(diǎn)放在礦井水對(duì)地下水質(zhì)的污染方面，而對(duì)深部開采巷道掘進(jìn)過程中受高承壓奧灰?guī)r含水層威脅突水的研究不多。關(guān)于巷道開拓底板變形與破壞，N.A.多爾恰尼諾夫等認(rèn)為，在高應(yīng)力作用下（如深部開采)，巖體或支承壓力區(qū)出現(xiàn)漸進(jìn)的脆性破壞，其破壞形式是裂隙漸漸擴(kuò)展并發(fā)生沿裂隙的剝離和掉塊，從而為巷道底板高壓水突入礦井創(chuàng)造了條件。實(shí)質(zhì)上，對(duì)巷道底板突水問題的研究與巖體水力學(xué)問題的研究密不可分。1986年O.da用裂隙幾何張量統(tǒng)一表達(dá)了巖體滲流與變形之間的關(guān)系。1944年，匈牙利韋格.弗倫斯次提出底板相對(duì)隔水層的概念，建立了水壓、隔水層厚度與底板突水的關(guān)系，后被許多巖溶水上采煤的國

18、家引用。20世紀(jì)50年代后，國外用現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合的方法研究了隔水層的作用。6070年代，仍以靜力學(xué)理論為基礎(chǔ)，但加強(qiáng)了地質(zhì)因素一主要是隔水層巖性和強(qiáng)度方面的研究。在匈牙利、南斯拉夫等國，廣泛采用了相對(duì)隔水層厚度，即以泥巖抗水壓的能力作為標(biāo)準(zhǔn)隔水層厚度，將其他不同巖性的巖層換算成泥巖的厚度，以此作為衡量突水與否的標(biāo)準(zhǔn)。1970年后，前蘇聯(lián)等國家也開始研究相對(duì)隔水層的作用，包括采空區(qū)引起的應(yīng)力變化對(duì)相對(duì)隔水層厚度的影響，以及水流和巖石結(jié)構(gòu)的關(guān)系。因此在國外對(duì)突水這方面的研究也早以形成了較為系統(tǒng)的理論體系。3.6巷道延伸開拓工程水害防治研究現(xiàn)狀巷道延伸開拓工程水害防治主要包括施工前的防治和施工中

19、的防治。為消除水害威脅，按“有疑必探，先探后掘”的防治水原則，在施工之前通過各種手段查清巷道周圍區(qū)段的水文、工程地質(zhì)條件，并通過合理的布置巷道來預(yù)防開拓時(shí)可能的水害。這其中包括加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)條件的研究，對(duì)礦床的充水條件，補(bǔ)給關(guān)系、含水層、隔水層關(guān)系及地質(zhì)構(gòu)造的影響要作深人分析研究，并做出突水時(shí)的涌水量預(yù)側(cè)，以便及時(shí)做出防范措施。對(duì)水文地質(zhì)條件復(fù)雜、底板水壓較高的區(qū)段，要采取必要的物探、鉆探等措施以徹底摸清危險(xiǎn)區(qū)域的地質(zhì)條件。在充分查清巷道圍巖水文、工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，優(yōu)化巷道延伸開拓布置方式。將巷道盡量布置在巖層穩(wěn)定，而厚度較大的堅(jiān)固巖層中，同時(shí)巷道布置要保證合理坡度以有利于排水，根據(jù)預(yù)測的

20、涌水量配備足夠的排水設(shè)備，保證排水能力。條件許可時(shí)，可在采區(qū)中適當(dāng)位置設(shè)置泄水巷或提前沿等高線施工下區(qū)段軌道順槽，利用其存水或排水。目前對(duì)礦井開拓工程施工中水害防治的研究主要側(cè)重在對(duì)水源的堵和疏，堵水是通過化學(xué)注漿的方法將隔水巖層裂隙進(jìn)行填充，封堵導(dǎo)水通道，或改造含水層為隔水層，從而達(dá)到對(duì)破碎巖層的加固和地下水流場的改變或流速的弱化，續(xù)而減少巷道涌水量；疏水則是通過打放水泄壓孔對(duì)含水層的水位進(jìn)行疏降，從而為巷道延伸工程的安全施工打好地質(zhì)基礎(chǔ)。以下簡單介紹下在施工中的兩種常見的防治水方法的研究發(fā)展現(xiàn)狀。（1）注漿堵水用化學(xué)漿液加固巖層，在蘇聯(lián)已進(jìn)行廣泛的研究。1978年后，美國有九個(gè)州的四十多個(gè)

21、煤礦應(yīng)用聚氨醋注漿加固巖體，其他的國家日本、 英國、 西德等都應(yīng)用了化學(xué)方法加固巖體；在理論方面：1968年Show D.T.通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)平行裂隙中滲透系數(shù)的立方定律以后，人們對(duì)裂隙流的認(rèn)識(shí)從多孔介質(zhì)流中轉(zhuǎn)變過來，1974年Louis根據(jù)鉆孔抽水實(shí)驗(yàn)得到裂隙中水的滲透系數(shù)和法向地應(yīng)力服從指數(shù)關(guān)系，以后德國的Eri chsenpen又從裂隙巖體的剪切變形分析出發(fā)建立了滲流和應(yīng)力之間的禍合關(guān)系，1986年Oda用裂隙幾何張量統(tǒng)一表達(dá)了巖體滲流與變形之間的關(guān)系網(wǎng)，1992年Derek Elsworth將似雙重介質(zhì)巖石格架的位移轉(zhuǎn)移到裂隙上，再根據(jù)裂隙滲流服從立方定理的關(guān)系，建立滲流場計(jì)算的固一液耦合

22、模型，并開發(fā)了有限元計(jì)算程序。這些成果都為治理礦井水災(zāi)提供了理論依據(jù)。注漿技術(shù)用于我國水患治理至今已有30余年的歷史。1984年開灤范各莊煤礦巖溶陷落柱特大突水事故注漿堵水的成功，首次證明了我國煤礦水文地質(zhì)工作者在治理國內(nèi)外罕見突水災(zāi)害上的勇氣和駕馭大型堵水工程的能力。我國學(xué)者在巖體注漿領(lǐng)域開展了研究，在經(jīng)典滲流理論的指導(dǎo)下取得了豐碩成果，形成了以下理論：等效孔隙介質(zhì)模型；離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型；雙孔介質(zhì)模型。從以上我們可以看出，注漿堵水作為巷道開拓防治水的一種主要方法已被廣為實(shí)踐，并取得了很好的效果。近年來,中國礦業(yè)大學(xué)姜振泉、隋旺華教授等研究了化學(xué)注漿漿液材料，在注漿堵水方面也取得了很好的實(shí)踐效

23、果。（2）疏水降壓影響高承壓水體下巷道掘進(jìn)的安全因素有很多，如地質(zhì)構(gòu)造、巷道頂板巖性、巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、膠結(jié)方式、巖層的裂隙發(fā)育程度、地層傾角、地下水水頭差或水壓，以及其他一些外在因素，諸如掘進(jìn)巷道寬度、巷道支護(hù)方式、施工工藝等。對(duì)于深部巷道延伸開拓工程來說，主要充水含水層是本溪組徐、草灰及奧灰水，主要以巷道底鼓突水形式泄入礦井。當(dāng)巷道附近含水層的富水性較弱且并無強(qiáng)大的補(bǔ)給源時(shí)，我們可以通過疏水降壓方式來降低含水層的富水性，從而達(dá)到安全施工。這種治理模式的地質(zhì)條件首先應(yīng)滿足疏水降壓的可行性，即疏放的目的含水層其富水性較弱，疏降后含水層的富水性以及隔水層所承受的靜水壓力均產(chǎn)生變化。在深部巷道下山掘

24、進(jìn)過程中，如果是穿過的巖層較松軟時(shí)，排水泵應(yīng)緊跟隨著掘進(jìn)頭的向下延深而移動(dòng)，在工作面直接排除積水，以便減少積水對(duì)下山圍巖的侵蝕影響。但是下山掘進(jìn)頭在穿過比較穩(wěn)定的巖層時(shí)，則可以選用打超前傾斜排水孔排除下山掘進(jìn)頭積水的方式，有利于提高下山掘進(jìn)速度。目前國內(nèi)通過疏水降壓來防止深部巷道開拓水害的方法有：巷道疏干法；防滲帷幕法；鉆孔疏干法。4深部開采底板承壓水滲流特征及突水機(jī)理分析隨著礦井開采深度的增加，礦壓顯現(xiàn)對(duì)煤層底板承壓水突水有一定的影響，礦井水害防治工作必須重視深部開采的礦壓問題介紹2種不同突水機(jī)理的底板滲流特征，結(jié)合防治水實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)礦壓條件下不同的突水控制因素進(jìn)行了分析，使礦井水害防治“有的

25、放矢”。礦井突水災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)中重大災(zāi)害之一，但隨著礦井開采深度的逐年增加，深部礦壓對(duì)煤層底板的破壞活動(dòng)加劇，地層深部承壓水由于勢能較高，對(duì)煤礦生產(chǎn)的危害程度將有增加的趨勢。由于各個(gè)區(qū)域的礦井地質(zhì)條件千差萬別，突水影響因素眾多，因此突水發(fā)生形式以及機(jī)制也各不相同。一些學(xué)者針對(duì)不同突水機(jī)制進(jìn)行了單方面的研究，但都忽略了承壓水滲流特征，使得礦井水害防治工作比較被動(dòng)。弄清底板承壓水的滲流特征，采取有效的防治措施，對(duì)礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。4.1底板突水機(jī)理及特征最基本的底板突水機(jī)理分為2種：薄板宏觀整體破斷導(dǎo)水、厚板微觀壓裂導(dǎo)升。在煤層開采深部，受開采局部空間應(yīng)力區(qū)的影響，礦壓顯現(xiàn)。(1)底板較薄

26、隔水層宏觀的整體破斷。在較大巖層裂隙發(fā)育情況下，由于采礦活動(dòng)的影響，煤層開采支承壓力在底板中的傳播，使底板巖層在向下支承壓力和底板承壓水雙重作用下，首先在長邊中心部分開始破裂，裂隙發(fā)展成O形，由于開采后采空區(qū)應(yīng)力得到釋放，在底板承壓水作用下，采空區(qū)中心出現(xiàn)裂隙，具有高勢能的承壓水直接流入開采空間，造成大面積、大量突水事故；有時(shí)高勢能水借助斷裂構(gòu)造或陷落柱通道直接沖向開采空間，形成瞬間突水，見圖4-1。(2)底板較厚隔水層發(fā)生微觀變形，形成微觀裂隙網(wǎng)隨著時(shí)間的推移，微觀裂隙網(wǎng)在礦壓和高勢能水的共同作用下開始擴(kuò)張，最終當(dāng)裂隙擴(kuò)張的阻力與水的壓力平衡時(shí)形成穩(wěn)定的突水流量。在礦壓和水壓共同作用下的突水

27、界面特征如圖4-2所示。圖4-1 隔水層整體破壞型示意圖4-2 厚隔水層中承壓水導(dǎo)升示意4.2承壓水滲流特征（1）薄板宏觀整體破斷導(dǎo)水滲流特征宏觀整體破碎巖體存在高滲透、非Darcy滲流等特征。對(duì)Forcheimer關(guān)系的一維非Darcy滲流動(dòng)量方程，忽略體積力和液體壓縮性，在滲流穩(wěn)定時(shí)有： （4-1）式中：式中，為流體質(zhì)量密度；Vs為穩(wěn)態(tài)滲流速度；p為孔隙壓力；為流體動(dòng)力黏度；k為廣義滲透率；為非Darcy滲流因子?？妳f(xié)興等人研究認(rèn)為：當(dāng)?shù)装逭w破斷遭遇高勢能水時(shí)，底板隔水系統(tǒng)失穩(wěn)，水壓梯度在較短時(shí)間內(nèi)下降，容易造成較大突水事故。（2）厚板微觀壓裂導(dǎo)升滲流特征研究認(rèn)為：流體在煤、巖微觀裂隙中

28、滲流符合Darcy流動(dòng)方程： （4-2）式中符號(hào)意義同式（1）。王國際、岑培山等人通過對(duì)煤、巖體內(nèi)鉆孔內(nèi)水壓恢復(fù)特征研究認(rèn)為：當(dāng)周圍水源豐富、水壓較高時(shí)，鉆孔周圍水壓分布與水的流速呈正比關(guān)系。也就是說，厚板微觀壓裂導(dǎo)升滲流持續(xù)時(shí)間長且穩(wěn)定。4.3礦壓作用下承壓水突水控制因素分析礦壓是導(dǎo)致煤層底板突水的重要因素。礦壓的產(chǎn)生會(huì)引起各種力學(xué)現(xiàn)象，如底鼓會(huì)使底板巖層在一定程度內(nèi)遭到破壞（產(chǎn)生豎向張裂隙、層向裂隙、剪切裂隙），進(jìn)而影響隔水層阻礙突水條件的變化，從而“打通”或“激活”突水通道。（1）富水性和含水層的水壓含水層對(duì)隔水層的水壓是底板突水的主要?jiǎng)恿σ蛩?，富水性決定了突水時(shí)的危害程度。承壓水進(jìn)入采

29、掘空間必須突破隔水層或沖刷擴(kuò)大其中的弱透水裂隙，而礦壓為其準(zhǔn)備了條件。隔水巖層在礦壓條件下首先遭到破壞形成微裂隙網(wǎng)，含水層水壓在突水過程中首先克服這些破壞形成的裂隙阻力進(jìn)而形成滲流通道，裂隙全部充水。這時(shí)承壓水和礦壓共同作用對(duì)水平面形成一個(gè)高壓力區(qū)，使巖層抬動(dòng)位移或鼓脹，導(dǎo)致突水。當(dāng)水源豐富、勢能高且礦壓破壞巖層嚴(yán)重時(shí)，破碎巖體呈高滲透、非Darcy滲流等特征，這時(shí)往往會(huì)發(fā)生重大突水事故。（2）隔水層的巖性組合和厚度底板隔水層強(qiáng)度是阻抗突水的主要因素。隔水層阻抗能力的大小，決定于隔水層的厚度、巖石力學(xué)性質(zhì)以及組合關(guān)系等。但原始隔水層的狀況是復(fù)雜的，受礦壓的影響，其阻隔水性能將有所減弱。所以，目

30、前對(duì)隔水層阻抗能力的定量分析尚有許多的困難，缺乏不同情況下的系列數(shù)據(jù)。但是有關(guān)研究表明，阻抗水壓致裂隙擴(kuò)展、防治承壓水導(dǎo)升的較優(yōu)巖層組合形式是：位于承壓含水層之上的是軟巖層，再加上彈性模量較大的硬巖層。它既能阻抗承壓水致裂裂隙和采動(dòng)裂隙的擴(kuò)展，又能阻止承壓水的導(dǎo)升，形成對(duì)承壓水突水有較強(qiáng)的阻隔作用。軟硬巖層交替組合層序越多，隔水層越厚，阻水效果越好。一定厚度的隔水層是防止承壓水突水、保護(hù)礦井安全開采的必要條件，但真正能起到隔水作用的則是有效隔水層厚度。如果有效隔水層厚度較大，即使在礦壓的破壞作用下也只能形成微觀裂隙網(wǎng)，流體在隔水層中呈Darcy滲流特征，突水持續(xù)時(shí)間較長且穩(wěn)定，但瞬時(shí)突水量不會(huì)

31、很大。（3）構(gòu)造對(duì)隔水層的破壞作用斷裂帶是滲透水活動(dòng)的原始空間，凡在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場或具體構(gòu)造行跡中，張性或扭性裂隙集中的部位，必然是巖溶發(fā)育和巖溶水富集的部位，區(qū)域構(gòu)造體系控制著區(qū)域地下水的運(yùn)動(dòng)條件和巖溶發(fā)育方向，而具體的構(gòu)造行跡則控制著局部地段巖溶水的巖溶發(fā)育具體部位，在張應(yīng)力集中的地段為地下水滲入巖石空隙提供了有利條件，巖溶作用較快，從而形成導(dǎo)水通道和儲(chǔ)水空間。實(shí)踐表明，斷裂構(gòu)造帶是礦井突水的主因及其控制因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%以上的煤礦充水都與斷裂構(gòu)造有關(guān)。張西民、馬培智等在研究頂板周期來壓和底板突水關(guān)系時(shí)認(rèn)為，構(gòu)造破壞帶是最易產(chǎn)生突水的地點(diǎn)。非來壓期間，當(dāng)采空區(qū)卸壓帶內(nèi)存在構(gòu)造破壞帶時(shí)，承

32、壓水首先通過已受超前壓力破壞的構(gòu)造裂隙帶形成Darcy滲流；來壓期間，如果煤、巖壁附近存在破壞帶時(shí)則加劇構(gòu)造影響區(qū)的再次破壞，進(jìn)一步擴(kuò)張裂隙網(wǎng)，隔水層呈現(xiàn)高滲透性，承壓水流變成非Darcy滲流，使構(gòu)造區(qū)成為突水危險(xiǎn)性最大的區(qū)域。（4）回采面積對(duì)突水的影響在正常的地質(zhì)條件下，采空面積在較小范圍內(nèi)，所產(chǎn)生的采動(dòng)效應(yīng)對(duì)隔水層的破壞作用處于裂隙發(fā)展期，在承壓水作用下微觀裂隙網(wǎng)中水流呈Darcy滲流特征，工作面重大突水事故不易發(fā)生；當(dāng)開采面積擴(kuò)大，周期來壓次數(shù)增多，來壓對(duì)底板多次反復(fù)作用下，使底板隔水層裂隙擴(kuò)張，隔水層阻水能力下降，水流滲流特征轉(zhuǎn)變，往往發(fā)生較大突水事故。（5）陷落柱對(duì)隔水層的破壞作用一

33、般認(rèn)為陷落柱是在地下巖溶垮塌的情況下沒有上覆非可溶性巖層坍塌充填而形成的。陷落柱巖性特征表現(xiàn)為成分復(fù)雜，未膠結(jié)或弱膠結(jié)，無分選，巖石碎塊呈棱角狀，形狀不規(guī)則，排列雜亂。陷落柱體內(nèi)雜亂無章的碎屑巖大小不等，最大的直徑可達(dá)數(shù)米，最小的僅數(shù)厘米。所以陷落柱是良好的水流通道，有時(shí)較大的陷落柱能連通不同的水系，使突水水源極為豐富。一般情況下充水陷落柱水源不會(huì)對(duì)采掘活動(dòng)造成影響，只有當(dāng)采掘活動(dòng)靠近時(shí)，煤、巖柱受到采掘動(dòng)力和礦壓的影響，使其（隔水墻)裂隙發(fā)育。當(dāng)煤、巖柱厚度不能承受水壓、礦壓的共同作用時(shí)發(fā)生失穩(wěn)，裂隙中水流由Darcy滲流轉(zhuǎn)變?yōu)榉荄arcy滲流，最終導(dǎo)致較大突水事故的發(fā)生。4.4深部開采底板

34、承壓水滲流特征及突水機(jī)理結(jié)論基于以上分析，主要得出以下結(jié)論：宏觀整體破碎巖體存在高滲透、非Darcy滲流等特征。當(dāng)?shù)装逭w破斷遭遇高勢能水時(shí)，底板隔水系統(tǒng)失穩(wěn)，水壓梯度在較短時(shí)間內(nèi)下降，容易造成較大突水事故；厚板微觀壓裂導(dǎo)升滲流符合Darcy滲流特征。當(dāng)周圍水源豐富，水壓較高時(shí)，厚板微觀壓裂導(dǎo)升滲流持續(xù)時(shí)間長且穩(wěn)定；深部開采煤層底板由于采深增加，礦山壓力增大，造成的底板支承壓力增大，使底板裂隙增多，破壞深度加大，同時(shí)底板承受承壓水的向上作用，使底板巖層處于剪切狀態(tài)，與一些特殊的地質(zhì)情況相結(jié)合，發(fā)生突水的危險(xiǎn)性明顯增大。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，支承壓力在底板中傳播一直是誘發(fā)巖層發(fā)生破壞、造成突水事故

35、發(fā)生的一個(gè)重要原因。5承壓水上開采防水煤柱臨界寬度研究防水煤柱的合理留設(shè)，是帶壓開采至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié),采礦實(shí)踐證實(shí)，絕大多數(shù)突水都發(fā)源于地質(zhì)構(gòu)造，尤其是特大型突水。合理留設(shè)防水煤柱是防止構(gòu)造突水的重要措施。在柳泉礦7煤實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，通過FLAC模擬與理論計(jì)算相結(jié)合的方法，提出了確定煤柱臨界寬度的公式。5.1工作面概況柳泉礦7煤在002 勘探線之間，-80-260m段由原景山煤礦回采過，煤厚為1.50.6 m之間，煤層傾角為6070，回采期間煤層穩(wěn)定，未見斷層，未發(fā)現(xiàn)煤層變薄不可采現(xiàn)象，頂?shù)装寰鶠樯皫r，堅(jiān)硬，頂板穩(wěn)定，回采巷道支護(hù)為木支護(hù)，無沖擊地壓現(xiàn)象，工作面走向長300 m左右，回采巷

36、道維修量不大，工作面回采過程中沒有發(fā)現(xiàn)滴淋水現(xiàn)象。5.2模型的建立與FLAC模擬煤炭開采過程中，當(dāng)工作面前方遇有斷層時(shí)，如何確定防水煤柱的臨界寬度，根據(jù)柳泉礦現(xiàn)71采區(qū)揭露斷層統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，假設(shè)遇有傾角為60、落差為35 m正斷層時(shí)，分析不同工作面長度下，底板破壞深度以及相應(yīng)的防水煤柱臨界寬度。為確定柳泉礦71采區(qū)的地質(zhì)情況，根據(jù)現(xiàn)有的水文地質(zhì)資料及7、9煤的頂?shù)装辶W(xué)性質(zhì)，采用固流耦合模型，分析在距7煤底板90m處存有承壓水的情況下，水的滲流與工作面開采的耦合關(guān)系。模型共劃分19050單元，反映出實(shí)際尺寸寬和高各為250m和180m。模型上邊界加1.2MPa垂直壓應(yīng)力以模擬實(shí)際采深的地應(yīng)力，左右

37、邊界以一定的應(yīng)力梯度加3.0MPa的水平應(yīng)力，以模擬遇有大斷層時(shí)的水平應(yīng)力。在距7煤底板90 m位置以一定應(yīng)力梯度加 6.5 MPa 的水壓力，斷層物理參數(shù)如表5-1所示。表5-1 斷層物理力學(xué)參數(shù)傾角/（）落差/m厚度/m法向剛度切向剛度泊松比內(nèi)聚力/N摩擦角/（）滲透系數(shù)603523e82e80.451001510e-9留20 m保護(hù)煤柱時(shí)，采場及斷層處水壓及應(yīng)力云圖如圖5-1所示圖5-1 20m煤柱時(shí)采場及斷層處應(yīng)力云圖數(shù)值模擬分析表明，7煤下伏的承壓水由于斷層破碎帶的存在，至使斷層活化。承壓水一方面通過其頂板巖層向7煤滲透，但距7煤底板19m位置存有隔水層，有效的阻止了水頭進(jìn)一步上升；

38、另一方面由于承壓水壓力較大，使斷層成為導(dǎo)水?dāng)鄬?，斷層處的水頭明顯高于其它位置，且穿過隔水層向兩側(cè)擴(kuò)散。當(dāng)所留煤柱為20m時(shí)，斷層左側(cè)擴(kuò)散距離為11m，右側(cè)為8m，距7煤底板17m，承壓水沿?cái)鄬悠扑閹Ъ?煤開采對(duì)底板產(chǎn)生的破壞區(qū)，進(jìn)入工作面而導(dǎo)致突水。5.3理論計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)類比相結(jié)合法（1）采場底板不突水條件采場附近煤體上的支承壓力往往超過其極限強(qiáng)度，在煤壁附近形成非彈性區(qū)。按照彈塑性軟化模型，分別處于彈性、軟化和流動(dòng)的區(qū)域相應(yīng)地稱為彈性區(qū)、塑性區(qū)、破碎區(qū)，如圖5-2所示。圖5-2 工作面前方煤體變形區(qū)域非彈性區(qū)包括塑性區(qū)及破壞區(qū)，其范圍為： （5-1）其中：，式中：f為巖層與頂?shù)装彘g的摩擦系數(shù)；

39、h為煤層厚度；為煤體的內(nèi)摩擦角；為單軸壓縮時(shí)的殘余強(qiáng)度；P為最大支承壓力；為峰值應(yīng)力集中系數(shù)；為上覆巖層的容重；H為煤層的采深；c為煤體的內(nèi)聚力。塑性區(qū)的范圍為： （5-2）式中：為煤體塑性軟化模量，且，為煤體塑性軟化角；為塑性區(qū)煤體應(yīng)變梯度，且為塑性區(qū)煤層頂?shù)装遄冃谓侵?。破碎區(qū)范圍為：斷層突水的條件如圖5-3所示，煤壁與斷層距離為a，高峰應(yīng)力傳播角為，其與傾角為的斷層交于A點(diǎn)，z為交點(diǎn)距煤層底的深度。以A為頂點(diǎn)，彈性區(qū)煤層長度為底的三角形面積S為： （5-3）整理得： （5-4）沿底板高峰應(yīng)力線的傾向方向，支承壓力由峰狀態(tài)向原始應(yīng)力狀態(tài)過渡，相應(yīng)地煤層底板由壓縮狀態(tài)向原巖狀態(tài)過渡，受到支承

40、壓力峰值壓縮的底板一旦遭到破壞，支承壓力峰值就會(huì)向深部移動(dòng)，即離煤壁更遠(yuǎn)，相應(yīng)地底板高峰應(yīng)力線也向深部移動(dòng)。因此，未遭受支承壓力峰值壓縮的底板不會(huì)破壞，從而在底板高峰應(yīng)力線與斷層之間的底板巖層仍具有原始的隔水性能。圖5-3 斷層突水機(jī)理分析圖沿底板高峰應(yīng)力線的傾向相反的方向，即向采空區(qū)方向，支承壓力由峰值狀態(tài)向低應(yīng)力狀態(tài)過渡，相應(yīng)地煤層底板由壓縮狀態(tài)向膨脹狀態(tài)過渡。因這部分的煤層底板都已遭受過支承壓力峰值的破壞，所以喪失原始的隔水性能，有可能成為導(dǎo)水通道。綜上所述，底板通過斷層構(gòu)成的突水通道產(chǎn)生突水的條件為：煤層開采造成的底板破壞深度h不小于底板高峰應(yīng)力線與斷層交點(diǎn)的深度z，即： （5-5）根

41、據(jù)上面公式，可得到采場斷層防水煤柱留設(shè)寬度計(jì)算公式。根據(jù)采場底板不突水的條件有： （5-6）式中：h、為煤柱設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，可由公式（5-1）獲得，為采場底板高峰應(yīng)力線同巖層法線方向的夾角，大量現(xiàn)場實(shí)測資料、相似材料模擬試驗(yàn)及有限元分析表明，值一般在2125，h為礦山壓力對(duì)采場破壞的深度。（2）煤柱留設(shè)尺寸的確定如柳泉礦7煤開采過程中遇有35m正斷層，根據(jù)現(xiàn)開采工藝條件及工作面布置方式，具體參數(shù)如下：工作面采深為650m，斜長124m，煤層傾角15，斷層傾角60，采高1.0 m，非彈性區(qū)與采高比為6.5，底板應(yīng)力高峰線傳播角為25，底板破壞深度為12m，將以上參數(shù)帶入式（5-6）計(jì)算：m與數(shù)值

42、模擬結(jié)果分析可知，當(dāng)工作面與斷層留有20m煤柱時(shí)，達(dá)到最小防水保安煤柱，與本方法確定的煤柱尺寸基本一致。據(jù)此給出經(jīng)驗(yàn)公式如下：式中：H為煤層埋深，m；為斷層傾角，（）；f為普氏系數(shù)；L為工作面長度，m。5.4采場斷層防水煤柱留設(shè)結(jié)論根據(jù)理論分析，得到采場斷層防水煤柱留設(shè)寬度計(jì)算公式 據(jù)此給出采場底板不突水的條件：。通過與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比驗(yàn)正，結(jié)合回歸分析提出計(jì)算煤柱的經(jīng)驗(yàn)公式。6承壓水體上煤層開采技術(shù)6.1承壓水體上采煤方案（1）深降強(qiáng)排方案深降強(qiáng)排方案就是設(shè)置各種疏水工程，如疏水井巷、疏水鉆孔等，將巖溶水位人為地降低到開采水平以下，以確保安全地進(jìn)行開采。告成煤礦13071軌道巷底板突水后就是

43、采用這種方案，在相鄰的13081工作面的底板布置了1#底板疏水巷，進(jìn)行人為疏放，使水位降到了開采水平以下，解除了13采區(qū)受底板承壓水的威脅，確保了礦井安全生產(chǎn)。這種方案雖說效果最好，但存在著疏水工程量大、設(shè)備多、電耗大、使水位降低造成工農(nóng)業(yè)用水缺乏和地表下沉等缺點(diǎn)。此外，當(dāng)井田內(nèi)承壓水水量極為豐富、補(bǔ)給來源充足時(shí)，深降強(qiáng)排方案難以實(shí)現(xiàn)。（2）外截內(nèi)排方案外截內(nèi)排方案的實(shí)質(zhì)，是在井田或井田內(nèi)某一區(qū)域外圍的集中徑流帶采用鉆孔注漿的方法建立人工帷幕，截?cái)嗟V井的補(bǔ)給水，然后在開采范圍內(nèi)進(jìn)行疏放，將承壓水的水位降低到開采水平以下。超化礦22081工作面突水后，就是利用這種方案在突水點(diǎn)四周進(jìn)行鉆孔注漿，有

44、效封堵截?cái)嗔顺鏊c(diǎn)的補(bǔ)給水，同時(shí)加大該采區(qū)的疏水排水強(qiáng)度，目前該采區(qū)已恢復(fù)生產(chǎn)，突水點(diǎn)的水量由原來的2700 m3/h降到300 m3/h，確保了整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)。但這種方案只能適用于特定的條件，如水文地質(zhì)條件清楚、補(bǔ)給徑流區(qū)集中、帷幕截流工程易于施工等。（3）帶壓開采方案帶壓開采方案就是在開采過程中利用隔水層的阻水能力，防止底板突水。帶壓開采無需事先專門排水，也能做到安全開采，且在經(jīng)濟(jì)上花費(fèi)較少。但帶壓開采不能確保不發(fā)生底板突水事故，特別是在水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，帶壓開采時(shí)底板突水的可能性更大。因此，在采用帶壓開采方案時(shí)，首先要對(duì)其可能性進(jìn)行論證，并要采取一系列安全措施，還要有足夠的備用排水能力，最好是在水文地質(zhì)條件清楚、隔水層厚度達(dá)到防水要求的情況下采用。（4）帶壓開采綜合治理方案帶壓開采綜合治理方案是在查清區(qū)域地質(zhì)、礦井水文地質(zhì)及構(gòu)造地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行帶壓開采。在開采之前，要在礦區(qū)外圍堵截地下水的補(bǔ)給水源；在開采的過程中