Análisis de factores de irrupción de agua
La riqueza hídrica del acuífero es +0
La riqueza hídrica del acuífero, especialmente las condiciones de escorrentía de recarga en un área específica, es el factor básico que restringe la irrupción y el flujo de agua. volumen. El contenido de agua del acuífero es débil, por lo que incluso si se produce una irrupción de agua, la cantidad de agua no será muy grande. Para provocar una gran cantidad de irrupción de agua, la riqueza de agua del acuífero y sus condiciones de escorrentía dentro de un cierto rango alrededor del punto de irrupción de agua deben ser buenas. Por ejemplo:
1) Se produjo una irrupción de agua en el piso de 5,5 m3/min en el décimo piso y dos caras de trabajo de carbón en el lado superior de la mina de carbón Shanxi No. 180 Xiazhuang. Después de la irrupción de agua, se exploró el drenaje del campo de cenizas y se encontró que la riqueza de agua y las condiciones de escorrentía del campo de cenizas dentro de 400 ~ 800 m alrededor del punto de irrupción de agua eran buenas. Durante la prueba de drenaje, las conexiones hidráulicas estaban muy apretadas. Hay 14 pozos de drenaje. El volumen máximo de agua artesiana de un solo pozo puede alcanzar 2,34 m3/min. El volumen de entrada de agua unitaria es q = 0,25 L/s·m. El volumen de agua artesiana de otros pozos es generalmente de 1 a 2 m3. /min. El punto de entrada de agua se seca rápidamente durante el drenaje. Posteriormente, se amplió el alcance de exploración de Xuhui en el campo minado y se descubrió además que algunas secciones no tenían agua, algunas secciones tenían poca agua y la entrada de agua unitaria era inferior a 0,073 L/s·m. En la práctica minera, se demostró que las secciones con entrada de agua unitaria pequeña no eran irrupción de agua significa irrupción de agua en diversos grados en secciones con entrada de agua unitaria grande. Por ejemplo, se produjo una entrada de agua de 4,2 m3/min en un área con una entrada de agua unitaria de 0,18 l/s·m, y una entrada de agua de 0,85 m3/min en un área con una entrada de agua unitaria de 0,096 l/ s·m. Esto muestra claramente que el volumen unitario de entrada de agua del acuífero tiene cierta relación con la presencia o ausencia de entrada de agua.
Figura 3.2 Diagrama esquemático de la distribución de las minas de carbón en la ciudad de Zibo.
2) Irrupción de agua en la veta de carbón No. 1 de Shuangshan, veta de carbón No. 10, 1958. De hecho, hay un fenómeno de irrupción de agua alrededor de la salida de agua: ya en 1954, se descubrió que había una grieta en el suelo del túnel a decenas de metros en dirección contraria, con un volumen total de agua de 0,611 ~ 1,0 m3/ mín. Al conducir por la entrada de Dongsan en 1956, las grietas actuales generalmente estallan a 570 m, con un área de aproximadamente 8 m2. Al viajar a 650 m, se encontró que la distancia de la falla era de 3 m, apareció un tambor inferior en el túnel, que cubría un área de 15 km2, y se elevó 0,5 m en 24 horas. Esta vez, una sección del túnel con una longitud total de unos 200 m desde la cabecera hasta el exterior burbujeaba generalmente junto con el agua que fluía, con un volumen total de agua de 2.336 m3/min. En ese momento, debido a la falta de experiencia en la prevención y el control de la irrupción de agua, una situación hídrica tan grave no atrajo suficiente atención y no se excavó ni se resolvió de manera oportuna. Como resultado, dos años más tarde, se produjo una irrupción de agua a gran escala en el suelo, con un volumen de agua de 70 m3/min.
Los dos ejemplos anteriores ilustran que mientras se fortalezca la exploración de la riqueza de agua del acuífero del piso en el área minera, la posibilidad y la cantidad de irrupción de agua en el piso se pueden analizar y juzgar de antemano. . De lo contrario, serás pasivo.
Estructura de la falla y propiedades mecánicas en 3.2.2.2
La estructura de la falla y las propiedades mecánicas tienen una influencia decisiva en la irrupción de agua en el fondo de la veta de carbón y son una de las condiciones clave para desencadenar la irrupción de agua. Esto se muestra claramente en la clasificación de las irrupciones de agua. Según las estadísticas, la irrupción de agua relacionada con las estructuras ocurre principalmente cerca de las estructuras noroeste y este-oeste, lo que indica que la irrupción de agua también está estrechamente relacionada con las propiedades mecánicas de las estructuras.
A juzgar por algunos ejemplos de irrupción de agua, las fallas se han convertido en un factor clave para provocar la irrupción de agua. Existen las siguientes situaciones y razones:
1) Las fallas provocan la irrupción de agua entre los acuíferos y los acuíferos. vetas de carbón. El desplazamiento acortó el espesor de la capa impermeable original. Por ejemplo, la extremadamente grande avalancha de agua en Beijing fue causada por la falla de Zhouwazhuang con una distancia de falla de 30 m. La falla redujo la distancia entre el carbón 10-2 y la piedra caliza del Ordovícico de 67 a 37 m, provocando una avalancha directa de agua desde el Ordovícico. caliza. La inundación del pozo en Xiajialin fue causada por la exposición directa de piedra caliza del Ordovícico en el túnel.
2) Para fallas de bajo buzamiento, el rango de zonas de fractura que cortan oblicuamente el piso de la veta de carbón se expande. Cuando la cara de trabajo que avanza a lo largo de la veta de carbón todavía está lejos de la intersección de la falla y la veta de carbón, la zona de fractura de la falla en realidad se ha inclinado hacia el fondo de la cara de trabajo y no es fácil de encontrar. Al mismo tiempo, cuando la zona de fractura de la falla se llena de agua, debido al aumento en el área de presión del agua, la presión total que actúa sobre el piso aumenta considerablemente en comparación con las fallas de alto ángulo, y el riesgo de entrada de agua es mayor. Por ejemplo, el estallido de agua Shuangshan Shilou East 4 con un ángulo de inclinación de sólo 34°, y la falla inversa de Baihushan con una distancia de falla de 30 m desempeñan ese papel. Desde la vista en planta en ese momento, el frente de trabajo estaba a 200 m de la intersección del carbón triturado. De hecho, la zona de fractura de la falla se ha inclinado hacia el fondo del frente de trabajo, y el ancho de la presión del agua a lo largo de la zona de fractura de la falla es de 200 m, lo que ha causado burbujeo generalizado en un túnel de casi 200 m de largo en Dongsanshuntrough, y aparece como una señal de entrada de agua grave.
3) La ubicación de la zona de fractura de falla desarrollada en el acuífero es el espacio de captación y migración de aguas subterráneas, lo que potencia la riqueza hídrica del acuífero, amplía la conexión hidráulica con el entorno y acelera el escurrimiento. ciclo de las aguas subterráneas. En el caso de los acuíferos carbonatados, las zonas de fractura de falla controlan el desarrollo kárstico, por lo que las zonas de falla en los acuíferos suelen ser zonas ricas en agua.
4) La zona de fractura de la falla que corta la capa de acuicultura y las fisuras relacionadas reducen en gran medida la resistencia a la tracción de la capa de acuicultura y debilitan su capacidad para resistir la presión del agua y la presión del suelo.
Vale la pena señalar particularmente que muchos ejemplos de irrupción de agua en Zibo y algunos fenómenos durante la perforación subterránea muestran que las zonas de falla en el acuífero y las grietas que las afectan a menudo permiten que el agua confinada del acuífero invada a lo largo de ellas. Con la diferencia en la apertura de la grieta y el grado de llenado, se forma presión de agua en diferentes capas de la capa de acuículo y el agua subterránea se filtra en ella. La irrupción de agua en los túneles de excavación suele estar relacionada con esta situación, al igual que la irrupción de agua o la irrupción retardada de agua en el frente de trabajo bajo la acción de la presión del suelo.
5) Los lugares donde las fallas se cruzan, se doblan y se pellizcan son lugares donde la geoestrés actúa varias veces y el daño es particularmente intenso. Incluso ahora, se han acumulado algunas tensiones in situ y, bajo la acción de la presión del agua y la vibración de la minería, son particularmente propensas a deformarse y romperse, por lo que la irrupción de agua a menudo ocurre primero en estos lugares.
3.2.2.3 Presión de cabeza
La presión de cabeza es una de las fuerzas importantes para la entrada de agua desde el fondo de la veta de carbón y también es una condición importante para desencadenar la entrada de agua. El acuífero ubicado en el fondo de la veta de carbón no está directamente expuesto en el frente de la mina de carbón y hay un estrato impermeable o débilmente permeable en el medio. Para que el agua subterránea ingrese al espacio minero, debe haber una fuerza para atravesar el acuículo o lavar y expandir las grietas débilmente permeables en él, superando la resistencia del agua subterránea que fluye en las grietas. Si la presión del agua confinada subyacente es pequeña, no se producirá una irrupción de agua. Se produjo una irrupción de agua en el frente de trabajo 9103 en el área minera Xinshangshan de la mina Shigu. La longitud de la pendiente de la superficie es de 90 m, el espesor del carbón es de 0,95 m y el acuífero circundante es de 23,3 m. Se utilizan perforaciones para liberar agua y aliviar la presión. Cuando la presión del agua cayó a 5,5 kg/cm2, no hubo irrupción de agua. Cuando la presión de salida de agua se cierra y aumenta a 10,7 kg/cm2, se produce una irrupción de agua. Luego, la válvula de liberación de agua libera la presión y el volumen de agua se reduce significativamente.
Un proceso de prueba de aumento de presión real en el pozo 190 de la mina de carbón Xiazhuang puede ilustrar el papel específico de la presión del agua en la irrupción de agua. El frente de trabajo de 1903 de Xiashan 10-1 Coal avanzó 45 m. Cuando el área de perforación alcanzó los 2240 m2, se produjo una irrupción de agua en el piso en 1980 1, y la irrupción de agua en el piso fue de 5,74 m3/min. Aparte de los toboganes superior e inferior, esta salida de agua no tiene otros canales conectados a la mina. Para convertir el agua en agua estática y bloquear la entrada de agua, se construyeron muros de esclusas en los ríos superior e inferior. El pilar de carbón paralelo a la cara de trabajo tiene solo 12 ~ 14 m, y el pilar de carbón inclinado tiene una falla normal con una distancia de falla de 0,8 m. Si la compuerta de agua del muro de contención está cerrada, la presión del agua atravesará repentinamente la barrera. Un muro de carbón, con 2.000 m3 de agua y 5,74 m3 de agua/min, brotará repentinamente, con consecuencias desastrosas. Para garantizar la seguridad, se protegerán los muros de contención y el carbón. En el diseño, la compuerta de agua del muro de contención superior se cierra gradualmente, de modo que se controla la presión de entrada de agua para que aumente en 65438 ± 0,0 kg/cm2 en 8 horas, y se observan los cambios en el régimen de agua circundante. Cuando la presión del agua del muro de contención de la salida superior cambia de 1,1 kg/cm2 y la pared de salida inferior está 20 m más baja que la salida superior, la presión del agua es de 3,1 kg/cm2 y aumenta a 1,4 kg a una velocidad de 1,0 kg/cm2. cada 8 horas/cm2, hay algunos cambios en cada punto de observación:
1) El agua que originalmente brota de las delgadas grietas alrededor del muro de contención inferior aumenta gradualmente a 59,6 l/min a medida que aumenta el agua. Cuando la presión aumenta 1 kg/cm2, el volumen de entrada de agua aumenta en 2,7 L/min, 4,7 L/min, 6,9 L/min y 3,9 L respectivamente.
2) La fuga de agua inicial alrededor del muro de contención superior fue de 0,84 L/min y, a medida que la presión del agua aumentó, finalmente llegó a 15,4 L/min. A medida que aumenta la presión de 1,0 kg/cm2, la fuga de agua aumenta a 1,5 L/min, 5,6 L/min, 3,54 L/min y 4,36 L/min.
3) El agua que goteaba del techo y el pequeño flujo de agua de la placa inferior en la sección media del conducto cuesta abajo eran originalmente 44,6 l/min, pero a medida que la presión del agua aumentaba, llegó a ser 108,8. L/min. Con un aumento de la presión del agua de 1 kg/cm2, el volumen de agua aumenta a 4,8 l/min, 2,5 l/min y 5,6 l/min. La forma del efluente cambia gradualmente de agua que gotea a una línea de agua continua.
4) No hay entrada de agua desde el antiguo punto de salida de agua en el piso 198 que tiene cierta conexión hidráulica con él. A medida que la presión del agua aumenta gradualmente, comienza a burbujear y gradualmente se convierte en agua burbujeante. Cuando el agua fluye por la salida, solo el polvo fino de carbón cae ligeramente y gradualmente se convierte en una pulverización gruesa de carbón.
5) En la zona de falla con una distancia de falla de 0,8 m, no hay agua, pero se produce una ligera marea a lo largo de la zona de falla. A medida que aumenta la presión, se produce gradualmente una filtración de agua, pasando de gotas de agua a pequeños flujos. Cuando la presión del agua aumenta a 10,7 kg/cm2, el caudal de agua en el lugar de la falla es de 12,7 l/min. Después de que la presión del agua completó el corte en cuña a lo largo del plano de la falla y llenó todo el plano de la falla con agua, se produjo un abultamiento en el fondo del túnel de aproximadamente 3 m2 en el lugar de la falla, aplastando una pila en la viga de tierra de la plataforma de perforación, y de repente un fondo se produjo un abultamiento, con un volumen de agua de 0,86m3/min. En este momento, la presión total del agua que actúa sobre la placa inferior de 3 m2 es de 38,1 kg, lo que indica que la presión del agua primero supera la resistencia al agrietamiento durante el proceso de entrada de agua. Cuando la acción permanece en esta etapa y no cambia, la presión del agua y el flujo de agua aumentan en una relación parabólica. Cuando la grieta se agranda por la erosión y la superficie de la grieta se llena completamente con agua, la carga de agua forma una presión total sobre un nivel de relleno, lo que hace que la capa de roca se mueva o se rompa, provocando una gran irrupción de agua. Por lo tanto, no se puede subestimar el papel de la presión del agua en la irrupción de agua. Especialmente cuando se enriquece agua, puede llenar rápidamente el espacio de la grieta y formar una presión total.
Presión minera en 3.2.2.4
La destrucción del acuífero del piso por la presión minera es otra fuerza importante para la irrupción de agua en el piso de la veta de carbón, y es un factor extremadamente importante que causa la irrupción de agua. factores que, en determinadas condiciones, desempeñan un papel decisivo en la entrada de agua en la placa inferior. Entre los 144 incidentes de irrupción de agua en Zibo, 90 fueron causados por irrupción de agua en la superficie de trabajo, y la irrupción de agua se produjo con mucha regularidad. Generalmente, cuando una superficie de trabajo inclinada con una longitud de 80 a 100 m avanza durante unos 25 a 30 m, el techo comprimirá el tambor inferior por primera vez o periódicamente, y luego aparecerán grietas, seguidas de una irrupción de agua. Cuando hay una pequeña falla en la superficie de trabajo, el agua irrumpirá a lo largo de la falla, pero no hay ninguna falla obvia. Por ejemplo, la longitud del frente de trabajo 1012 en Wubei Xiaoxiashan de la mina Hongshan es de 110 m y el espesor del carbón es de 0,86 m. Sin embargo, no hubo acumulación de agua en el túnel durante la excavación cuando el frente de trabajo avanzó 54 m para la segunda. Después del ciclo de presión, el suelo se elevó 0,5 m. Posteriormente aparecieron tres grietas, una en la pared de carbón del frente de trabajo y la otra en la salida inferior.
La irrupción de agua desde el piso del frente de trabajo de carbón No. 9 en la mina Shigu está obviamente relacionada con el tamaño del área minera. Por ejemplo, las áreas 9304 y 9306 tienen una longitud de inclinación de 65 m, una longitud de rumbo de 220 m, un ángulo de inclinación de 14, un espesor de carbón de 0,85 m, una estructura simple y un techo de piedra caliza. Durante el proceso de extracción se produjeron irrupciones de agua en los tres pisos. La primera vez ocurrió cuando la minería comenzó a alcanzar los 45m y el área de goaf alcanzó los 2935m2. Dado que la sección de entrada de agua no pudo producir producción debido al desarrollo a lo largo del canal ligeramente inclinado, se vio obligada a dejar un pilar de carbón impermeable de 10 a 15 m y reabrir el conducto. Como resultado, se produjo una irrupción de agua en la segunda capa cuando la minería alcanzó los 45 m y el agua se bloqueó nuevamente. Los tres volúmenes de entrada de agua del frente de trabajo 9304 fueron 1,452 m3/min, 1,216 m3/min y 0,120 m3/min respectivamente. Hay una sorprendente similitud en la superficie 9306. Los tres volúmenes de entrada de agua son 1,018 m3/min, 1,70 m3/min y 1,127 m3/min respectivamente.
Se analizaron los datos de 28 tiempos de irrupción de agua en el piso de la fachada de trabajo del noveno piso de Shigu. En condiciones geológicas generales, la irrupción de agua comienza cuando la longitud inclinada de la cara de trabajo es de 80 a 100 m, y la distancia de extracción de impacto es de 25 a 30 m. Si la longitud de la pendiente es de 60 a 65 m, la distancia de extracción de impacto debe ser de 25 a 30 m. 40 a 50 m, es decir, la irrupción de agua ocurre básicamente cuando el área es de 2500 ~ 3000 m2, y básicamente no ocurre en frentes de trabajo mineros residuales con un área minera menor a 1500 m2.
La irrupción de agua en el área minera cuesta abajo 180 de la mina de carbón número 2 de Xiazhuang refleja más típicamente la presión de la mina. La altitud superior de la zona minera es de -260 metros y la altitud inferior es de -450 metros. La presión real del agua de Aohui que actúa sobre el fondo de la veta de carbón es de 43 ~ 61 kg/cm2 (nivel del agua de Aohui +190 ~ +170 m. El espesor de la capa impermeable incluye arenisca de Xushang, piedra caliza de Xuhui de capa delgada y piedra caliza de Xujiazhuang). La arenisca inferior (en adelante, arenisca de Xuxia) * * tiene una altura de 56,81 m. Para evitar una gran entrada de agua, se instalaron compuertas impermeables en los túneles de aire de transporte y retorno. Antes de la extracción, se exploraron y liberaron la arenisca de Xushang y la ceniza de Xu. , y se perforaron 20 pozos* * *, lo que demuestra que las areniscas Xuhui y Xushang en el medio del área minera también son poco ricas en agua. La presión del agua en el pozo de exploración es generalmente de 0 ~ 3,5 kg/cm2, y ocasionalmente alcanza 25 kg/cm2, y el volumen de agua es de 0 ~ 200 L/min. Perfore tres agujeros profundos en la base de la montaña: 452 m horizontalmente. La distancia vertical del agujero norte es 00-2 carbón 65438 + 34 m, la presión del agua es 3,51 kg/cm2 y el flujo de agua es 9 L/min. La distancia vertical del orificio del medio es 10-2, el orificio final es de 38 m, la presión del agua es de 8,5 kg/cm2 y el flujo de agua es de 42,8 l/min. La distancia vertical del hoyo sur es 10-2, el hoyo final es 44,5 m, la presión del agua es 7,5 kg/cm2 y el flujo de agua es 15,41 L/min. De hecho, está cerca de la piedra caliza del Ordovícico, pero la presión y el volumen de agua no son grandes. Sin embargo, se produjo una irrupción de agua en casi todos los pisos durante la minería:
El plano 1801 está ubicado en el ala sur de la montaña, con una altitud de -306 ~ -260 m, y la presión del agua subterránea de piedra caliza del Ordovícico es de 43 ~ 47,6 kg/cm2. La longitud de inclinación de la superficie de trabajo es de 100 m, la longitud del impacto es de 380 m, el ángulo de inclinación es de 20° y el rango es de 10 ~ 65438+. Cuando se ponga en funcionamiento, habrá agua rociada desde el techo y agua agrietada desde la placa inferior, y el volumen de agua será de 0,1 m3/min. El 14 de febrero de 1976, cuando el frente de trabajo había avanzado 130 m y el área de perforación era de 11.750 m2, el volumen de entrada de agua desde el piso era de 0,26 m3/min. Al avanzar 130 m y el área de paso es de 24750 m2, el volumen de entrada de agua desde el piso aumenta a 0,59 m3/min. Del 3 de julio de 2018 al 22 de septiembre de 2006, cuando se avanzaron los últimos 120 m y el área de perforación aumentó a 36.750 m2, el flujo de agua aumentó rápidamente a 1.533 m3/min.
La cara de trabajo 1803 también se encuentra en el ala sur de la montaña, con una altitud de -358 ~ -302 m, una presión de agua de cenizas de 47,2 ~ 52,8 kg/cm2, un ángulo de inclinación de 85 m, una longitud de rumbo de 440 m, un ángulo de inclinación de 20° y una intrusión de roca ígnea de carbón de 10~10,10. Básicamente no había agua cuando se puso en funcionamiento el frente de trabajo. Sin embargo, el 1 de marzo de 1977, cuando el frente de trabajo avanzó 180 m y el área de perforación era de 15.300 m2, el volumen de agua en las grietas del piso del frente de trabajo aumentó gradualmente hasta. 0,56 m3/min. En este momento, el volumen de agua en el frente de trabajo 1801 había aumentado desde 65438 Área Minera. No hay aumento en el flujo total de agua desde la placa base. El 3 de mayo, se avanzaron 95 m más, el área de perforación aumentó a 23380 m2 y el volumen de entrada de agua desde el piso aumentó gradualmente a 0,685 m3/min.
En ese momento, el volumen de agua superficial de 1801 continuó disminuyendo a 0,65 m3/min. Después de extraer los 165 m restantes, cuando el goaf aumentó a 37410 m2, el volumen de entrada de agua desde el piso aumentó significativamente a 3,784 m3/min. Cuando el volumen de agua superficial de 1803 fue de 1,42 m3/min, el volumen de agua superficial de 1801 fue cero. .
El plano 1804 está situado en el flanco norte de la montaña, con una altitud de -366~-316m, un ángulo de inclinación de 20°, una intrusión de roca ígnea de 10~1 y un espesor de carbón de 10-1. 2 1,4~1,6m. Básicamente no había agua al principio. Para junio 65438 + agosto 65438 + 5 de mayo de 1978, cuando el frente de trabajo avanzó 90 m y el área de perforación era de 11700 m2, el volumen de entrada de agua desde el piso era de 0,29 m3/min. 80 m más adelante, el área aumenta a 22100 m2 y el volumen de agua del fondo aumenta a 1,224 m3/min. El 3 de marzo de 1979, se avanzaron 180 m más, el área aumentó a 44500 m2 y el volumen de agua aumentó a 2,318 m3/min. Del 31 de marzo al 6 de junio de 1979, se avanzó 8 m más, el área aumentó a 52100 m2 y el flujo de agua alcanzó 3,47 m3/min. En este momento, el flujo de agua en el frente de trabajo 1803 cayó a 1.737m3/min, y el flujo total de agua en el área minera fue de 4.787m3/min.
La cara de trabajo 1806 está en el ala norte de la montaña. Debido a que el carbón en 10-1 de esta cara de trabajo está en la zona alterna de roca ígnea y carbón, y 10-2, 10-3 y 10-4 están en la zona alterna de cambios de espesor, es imposible organizar adelanto. El espesor es de 1,4 ~ 1,6 m, la longitud del impacto es de 170 m, la longitud oblicua es de 55 m y el área es de 9350 m2. El segundo bloque extrae carbón 10-1, con un espesor de 0,8 ~ 1,1 my una longitud de rumbo de 65438. El tercer bloque extrae carbón 10-2, con un espesor de 1,4 m, una longitud de rumbo de 170 m, una longitud de inclinación de 40 ~ 65 m y un área de perforación de 9350 m2. Dado que la minería no se completó por completo, el daño causado por la presión de la mina en la placa del fondo no alcanzó el máximo y no hubo un fenómeno obvio de entrada de agua en la placa del fondo de la cara de trabajo, que estaba a 1800 al final del trabajo. rostro.
La cara de trabajo 1805 está ubicada en el ala sur de la montaña inferior, con una altitud de -322 ~ -400 m, una presión de agua austenítica de 49,2 ~ 57 kg/cm2, una longitud oblicua de la cara de trabajo superficie de 80 ~ 90 m, una longitud de impacto de 38 m y un ángulo de inclinación de 25°, 10° ~ 1°, 10-2°. Durante la puesta en funcionamiento, la superficie de trabajo queda básicamente libre de agua. Al 6 de junio de 1981, el carbón 10-2 avanzó 75 m, el área de perforación era de 4875 m2, el volumen de agua del piso era de sólo 0,104 m3/min y el volumen de entrada de agua era de 0,824 m3/min, 1803. Pero el 11 de febrero de 1982, el carbón 10-2 avanzó 200 m más, el área aumentó a 21875 m2 y el volumen de agua aumentó a 1,533 m3/min. En este momento, el volumen de entrada de agua de 1803 es de 0,272 m3/min, el volumen de entrada de agua de 1804 y 1806 es de 1,094 m3/min y el volumen total de entrada de agua en el área minera es de 2,899 m3/min. El 27 de junio de 1982, el carbón 10-2 avanzó 70 m, el área aumentó a 27825 m2 y el volumen de agua en el piso de la cara de trabajo se disparó a 6,771 m3/min. En este momento, el volumen total de agua en otras partes del área minera es de 0,979 m3/min y el volumen total de agua en el área minera alcanza los 7,75 m3/min. Las características de la salida de agua son que no existe un punto de salida de agua centralizado evidente y el agua generalmente llega a lo largo del antiguo estanque en la zona del colapso.
La cara de trabajo 1807 está ubicada en el ala sur de la montaña inferior, con una elevación de -390~-425 m, una presión de agua en Aohui de 56~59,5 kg/cm2, una longitud diagonal de la cara de trabajo frente de 55 ~ 70 m, una longitud de rumbo de 220 m y un espesor de carbón de 10 ~ 1 ~ 65438. El 9 de julio de 1982, 10-1 comenzó a extraer carbón y el 5 de septiembre, 10-2 también comenzó a avanzar, con una distancia de 40 ~ 50 m. 10-1 El carbón avanza 65 m, el área de perforación es de 5200 m2 y el flujo de agua es de 0,15 m3/min. Para 165438 + 16 de octubre, 88 m, el área de carbón 10-1 aumentó a 11360 m2, el carbón 10-2 avanzó unos 80 m y el área de goaf era de 6400 m2. El 30 de febrero de 1982, se detuvo la extracción de carbón 10-2 y. El 3 de octubre de 10-1 se detuvo la minería del carbón. En ese momento, se detuvo la extracción de carbón 10-1.
La cara de trabajo 1809 está ubicada en el ala sur de la montaña, con una elevación de -406 ~ -441 m, una presión de agua en Aohui de 57,6 ~ 61,1 kg/cm2, una longitud de inclinación de la cara de trabajo de 75 m, una longitud de 140 m, 10-6550 10-1 El carbón se extrajo inicialmente en 1983 y se detuvo el 3 de abril. * * * se empujó 100 m, el área de perforación era de 7500 m2 y no hubo fugas obvias en el. piso. Minería de carbón 10-2, área 12000m2, tasa de recuperación 60%. Desde el 6 de junio de 1983, la producción de agua fue de 0,72 m3/min, y desde el 2 de agosto de 1983, la producción de agua sólo aumentó a 0,836 m3/min.
Las nueve vetas de carbón mencionadas anteriormente se extrajeron de las 180 áreas mineras de Shigu y Xiazhuang con diferentes espesores de carbón y diferentes áreas. Algunas irrupciones de agua en el suelo se produjeron, otras no, algunas tuvieron una gran irrupción de agua y otras. La cantidad de entrada de agua es pequeña. En el área minera 180 del pozo Xiazhuang No. 2, cuando la presión del agua aumentó y estaba cerca de una falla grande, se cambió el método de extracción de carbón para controlar la irrupción de agua en el piso (1809 cara de trabajo 10-2 carbón). Al mismo tiempo, cuando la presión de la mina de cada frente de trabajo de salida de agua se vuelva gradualmente equilibrada y estable, el flujo de agua que sale de las grietas del piso ya no aumentará y tendrá una tendencia obvia de disminución gradual, o incluso no habrá agua. liberado.
Por ejemplo, en el área 930 de la mina Shigu, el flujo máximo de agua desde el piso alcanzó 7,5 m3/min en agosto de 1979. Después de la minería, el flujo de agua cayó a 5,2 m3/min en 1986.5438+0 y a 3,5 m3/min en 1982.
La entrada máxima de agua desde el suelo del área minera 180 de la mina Xiazhuang alcanzó los 7,75 m3/min el 27 de junio de 1984, y era de sólo 4,5 m3/min a mediados de octubre.
La prueba de conectividad de las dos áreas anteriores muestra que la fuente de agua es agua de piedra caliza del Ordovícico, lo que demuestra que no es el resultado de la desecación.
Hubo una irrupción de agua desde el suelo en las áreas mineras 1080 y 2185 de la mina Xihe. Según el análisis de exploración, se trataba de aguas grises austriacas, con un máximo de 1,95 m3/min el 22 de junio de 1983, y descendió a 1,76 m3/min el 25 de junio y el 7 de julio después de que se detuviera la minería ese día. Los resultados muestran que la presión minera de la mina tiene tanto una profundidad de daño como una profundidad de influencia elástica en el piso impermeable. Se ha demostrado que la superposición de las dos en el área minera 180 es de 56,8 m. Las grietas dentro de la profundidad de deformación elástica son causadas por la presión minera. El aumento en el grado de apertura aumenta la filtración de aguas grises austriacas, lo que hace que la cantidad de agua en el fondo de la veta de carbón aumente con el aumento del área minera. Cuando la cara de trabajo deja de minar, la presión de extracción de la mina se vuelve gradualmente equilibrada y estable, y las grietas en la profundidad afectada se cierran gradualmente, por lo que el volumen de agua en el fondo de la veta de carbón disminuye gradualmente o incluso desaparece.
El ejemplo de la mina Shigu puede confirmar que, sin la influencia de fallas, la profundidad del daño directo del piso impermeable causado por la presión minera es superior a 10 m. El revestimiento del pozo hidrológico subterráneo No. 910-4 en la mina Shigu tiene una altura de 65438+250 my la presión alcanza los 50 kg/cm2 durante el refuerzo de lechada. Originalmente, el volumen de entrada de agua de 10,15 kg/cm2 se podía controlar eficazmente, pero cuando se extrajo el frente de trabajo 913, el frente de trabajo se inclinó. La superficie de la cabaña es de 22500m2. Cuando se cierra la compuerta, el agua que brota saldrá de las grietas en el piso dañado por la minería alrededor del pozo, lo que demuestra que el piso de 10 m ha sido severamente dañado.
Según los datos reales de observación de la deformación del túnel de carbón inferior durante la extracción de la veta de carbón superior, la profundidad del daño es mucho mayor. Cuando la mina de carbón de Bucun estaba extrayendo la veta de carbón No. 9, el carril de carbón de la veta de carbón No. 10 debajo de ella sufrió una deformación significativa a una distancia de 15 a 20 metros.
Cuando el frente de trabajo 7314 en el área minera 730 de la mina Shigu fue minado desde junio de 1978 hasta febrero de 2014, el frente de trabajo tenía una longitud de rumbo de 130 m, una longitud de inclinación de 50 mm, un ángulo de inclinación de 6°, un espesor de mina de 1,2 m y una elevación de -275 m, directamente debajo de él. Está ubicado en la novena capa de carbón con una elevación de -316,5 m, lo que indica que la extracción del frente de trabajo 7314 tiene un cierto impacto en el túnel de 41 m de profundidad.
Durante la extracción del frente de trabajo 5133 de la mina Xihe, un túnel Shimen a 58 m de distancia obviamente fue presionado en la falla, lo que provocó que la cámara se deformara y destruyera. Se estabilizó gradualmente después de la extracción. Estos dos ejemplos muestran que no se puede ignorar el papel de la presión del suelo en la entrada de agua desde el suelo. En determinadas condiciones, el daño al suelo puede ser bastante grave. Medir y comprender correctamente la extensión y profundidad de este daño es un aspecto importante para comprender correctamente la ley de la irrupción del agua desde el fondo de la superficie de trabajo.
3.2.2.5 Espesor de la capa de roca del fondo impermeable
El espesor de la capa de roca del fondo impermeable juega un papel importante en la restricción de la entrada de agua. Si habrá entrada de agua y su cantidad están relacionados con este factor y están controlados por él.
Como se mencionó anteriormente, la irrupción de agua desde el fondo de la veta de carbón debe tener una cierta presión de agua, que pueda atravesar la capa de acuículo o erosionar y expandir las grietas en la capa débilmente permeable, y superar la resistencia del agua subterránea. fluyendo en las grietas. Evidentemente, cuanto más gruesa sea la capa impermeable, mayor será la resistencia. Por tanto, debe existir una cierta relación restrictiva entre el espesor de la capa impermeable y la presión del agua. Muchos ejemplos de irrupción de agua demuestran claramente esta relación restrictiva.
1) En el distrito Shimenxiashan de la mina número 1 de Bucun, la estructura de la veta de carbón, la litología del acuífero, el acuífero y los métodos de extracción del carbón son exactamente los mismos. No hubo entrada de agua cuando se extrajeron 9 capas de carbón, pero se produjeron 4 entradas de agua cuando se extrajeron 10 capas de carbón, con un volumen de agua de 0,8 ~ 6,45 m3/min. La razón que determina si hay irrupción de agua o no es el espesor de la capa de barrera contra el agua. Las capas novena y décima se extraen cerca de la falla de 11,5 m. Después del desplazamiento de la falla, el espesor del acuífero es de 8,06 m para la novena capa y de 23,06 m para la décima capa.
2) El área minera 60 del pozo No. 2 de la mina de carbón Zhaili desciende de la montaña hacia el ala norte. No hay entrada de agua cuando se extrae carbón 10-1. La entrada de agua ocurre cuando se extrae carbón 10-2. carbón. La presión del agua es de 19,3 kg/cm2, las dos superficies de trabajo se superponen completamente. La principal diferencia es que el espacio entre vetas de carbón 10-1 es de 41,8 m, mientras que el espacio entre vetas de carbón 10-2 es de 37,2 m.
3) La relación entre la irrupción de agua y el espesor de la capa impermeable es más obvia a partir de la situación de la irrupción de agua en los pisos 10-1 y 1805 del pozo Xiazhuang No. 2, la distancia de carbón de. 10-2 en esta área es 1.1801 cara de trabajo. Solo se extrae carbón 1010-2. Cuando el área minera alcanza los 1175 m2, se producirá una irrupción de agua en el piso de 0,26 m3/min y la presión del agua que actúa sobre la piedra caliza del Ordovícico del piso es de 43 ~ 47,6 kg/cm2. Sin embargo, el frente de trabajo 1805 situado debajo de la pendiente actúa sobre el suelo de piedra caliza del Ordovícico con una presión de agua de 49,2 ~ 57 kg/cm2. Los carbones 10-1 y 10-2 se extraen al mismo tiempo. por 40m. Cuando 10. Cuando el área era de 9900㎡, todavía no había agua en el suelo. Sólo cuando se empuja carbón 10-2 75 m, el volumen de agua en la placa inferior es de 0,13 m3/min. La única diferencia es el espesor de la capa impermeable.
3.2.2.6 La litología y combinación de la capa resistente al agua
La litología y combinación del suelo resistente al agua también tienen ciertas limitaciones en cuanto a la entrada de agua.
Del análisis de los datos de observación in situ de muchos casos de irrupción de agua, se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos: ① Rocas duras y quebradizas, como arenisca cementada calcárea o silícea, piedra caliza con karst no desarrollado, lutita arenosa compacta, lutita arenosa . Bajo la acción de la fuerza, es fácil romperse rígidamente y producir grietas. Por lo tanto, este tipo de litología en el acuífero representa una gran proporción en el estrato y, debido a las fisuras estructurales relativamente desarrolladas y cierta permeabilidad al agua, a menudo es fácil provocar una irrupción de agua en el suelo. Sin embargo, las grietas no se agrandan ni desplazan fácilmente con el agua, lo que provoca una gran cantidad de entrada de agua, y la cantidad de agua siempre está limitada por la resistencia de las grietas. (2) Formaciones rocosas blandas, como esquisto, arenisca arcillosa cementada o esquisto arenoso, etc. , este tipo de capa impermeable tiene baja resistencia a la compresión, la tracción y el corte, y es propensa a la deformación plástica después de ser estresada. Después de la trituración, hay más escombros en la superficie estructural, las grietas son fáciles de llenar, la permeabilidad al agua es pobre y la irrupción de agua suele ser difícil. Sin embargo, una vez que se produce una explosión de agua, dichas grietas pueden expandirse fácilmente con agua a alta presión y arrancar el piso. Este tipo de litología tiene una gran proporción en la capa impermeable. Aunque el rendimiento a prueba de agua es bueno, una vez que el agua ingresa, el volumen de agua fácilmente aumentará rápidamente. (3) Diferentes combinaciones de capas de roca blanda y dura tienen diferentes efectos sobre la irrupción de agua. Si se combinan alternativamente roca dura y roca blanda, pueden complementarse entre sí y mejorar la capacidad de resistir el daño por presión del agua, pero se debe prestar atención a tres situaciones: primero, el fondo de la roca dura es fácil de filtrar y conducir agua, y la roca blanda superior es fácil de abultar en el fondo bajo la acción de la presión minera, pero la salida de agua está restringida por las grietas en la roca dura inferior; en segundo lugar, la capa de roca dura está en la parte superior y la capa de roca blanda está; en la parte inferior. Los estratos de roca dura se dañan por la presión minera. Una vez que se producen grietas de tensión en los estratos de roca blanda en el fondo, son fácilmente arrastradas y expandidas, y puede ocurrir una gran cantidad de irrupción de agua. La capa impermeable compuesta de estratos blandos y duros alternos hace que los estratos blandos y duros se correspondan entre sí, la formación dura siempre mantiene la continuidad superior e inferior en el plano de falla. Debido a que las fisuras se desarrollan en estratos duros y están poco rellenas, es fácil que conduzcan agua. Los estratos blandos en el lado opuesto son propensos a la erosión y expansión, por lo que es particularmente probable que se produzca una irrupción de agua, como una irrupción de agua extremadamente grande. Pekín.
Los seis aspectos anteriores son los principales factores de la irrupción de agua desde el fondo de la veta de carbón. En la irrupción de agua específica, las limitaciones mutuas entre ellos son complejas. Debido a diferentes condiciones específicas, los factores que influyen se dividen en primarios y secundarios, y existen diferentes combinaciones. Para conocer las reglas básicas de esta compleja relación y comprender la posibilidad de irrupción de agua y su cantidad, es necesario clasificar científicamente la irrupción de agua desde el fondo de la veta de carbón. Según un análisis y un estudio exhaustivos de los datos reales de entrada de agua en Zibo, la entrada de agua en el fondo de la veta de carbón se puede dividir en tres tipos:
1) Tipo de entrada directa de agua. La condición para este tipo de irrupción de agua es que de repente se encuentre una falla rica en agua durante el proceso minero, o que el frente minero esté muy cerca del acuífero debido a la falla, por lo que la minería se lleva a cabo directamente cerca. En este momento, no existe ningún acuífero entre el cuerpo de agua subterránea y el frente minero, o aunque hay una cierta distancia, la cabeza de agua básicamente no se reduce. Este tipo de irrupción de agua es generalmente la más dañina debido a su gran afluencia de agua, su fuerte fuerza de fregado y su rápido crecimiento en un corto período de tiempo. Esta categoría pertenece al área minera de Zibo donde se han inundado múltiples pozos o se ha producido una irrupción de agua en el área minera inundada. Por ejemplo, la irrupción de agua en la falla de Zhouwazhuang en el nivel -8 m del pozo de Beijing es de 44 m3/min. la irrupción de agua en el pozo de Jiangjiashan es de 9,6 m3/min, y la irrupción de agua en el pozo de Xiajialin es de 23,6 m3/min, la irrupción de agua en la mina de carbón Bianhe fue de 85 m3/min, la irrupción de agua en el pozo Fenghuangshan en la mina de carbón Linzi. fue de 10,5 m3/min y la irrupción de agua en Daxing Wujing fue de 7,5 m3/min.
2) Tipo de propagación de grietas. Las condiciones para este tipo de irrupción de agua son: ① Aunque el acuífero es más grueso, las grietas están relativamente desarrolladas debido a la influencia estructural y el agua confinada en el acuífero se ha empapado a lo largo de una cierta distancia a lo largo de las grietas. (2) Hay una zona de daño por falla de baja inclinación en el piso de la cara de trabajo, que favorece la división del agua en forma de cuña y la expansión de la superficie de acción de la presión del agua. ③La capa impermeable es delgada y suave, con una gran proporción de litología y grietas desarrolladas. Este tipo de irrupción de agua puede ocurrir cuando se cumple una de estas tres condiciones, además de condiciones como alta presión de agua, agua rica de acuífero y presión del suelo. La característica básica de este tipo de irrupción de agua es que todavía hay una cierta distancia entre el cuerpo de agua subterráneo y la superficie de trabajo de la minería, y tiene cierta resistencia al agua, pero se lava y levanta fácilmente con agua a alta presión. Este tipo de entrada de agua continúa aumentando gradualmente incluso después de que se detengan las actividades mineras, lo que es perjudicial para la seguridad de la producción. Se deben tomar medidas oportunas para fortalecer el techo y el fondo para evitar la erosión y la expansión de las grietas. La siguiente entrada de agua en el área minera de Zibo pertenece básicamente a este tipo: la entrada de agua en el pozo Xihe Yuejin 1958 es de 4,07 m3/min, la entrada de agua en el área 190 del pozo Xiazhuang No. 1 es de 5,74 m3/min, la entrada de agua en la mina Bucun es de 5,74 m3/min. 6,45 m3/min, la irrupción de agua de Shuangshan No. 4 es de 70 m3/min.
3) Tipo de filtración de fisuras. Las condiciones para esta irrupción de agua son que el acuífero es grueso, la roca dura representa más del 30% y las fisuras estructurales no se erosionan ni expanden fácilmente. Es causado principalmente por el efecto dominante de la presión de la mina y ocurre principalmente en la parte inferior del frente de trabajo. Si la capacidad de rotura de las cuñas de agua que soporta presión es fuerte, algunas irrupciones de agua durante los trabajos de excavación también pueden pertenecer a este tipo. Esta irrupción de agua aumenta lentamente con la expansión del área del goaf. Cuando se detengan las actividades mineras, la entrada de agua no aumentará, sino que disminuirá gradualmente a medida que se estabilice la presión de la mina. Es una irrupción de agua menos dañina. La mayor parte de las irrupciones de agua en el suelo de Zibo pertenecen a este tipo. Los ejemplos más típicos son el área minera Xiazhuang 180, las áreas mineras Shigu 930 y 910 y el área minera Xihe 1080. La clave para prevenir este tipo de irrupción de agua es controlar los efectos dañinos de la presión del suelo.
A través del análisis preliminar de las causas, condiciones y reglas de la irrupción de agua desde el fondo de la veta de carbón, se puede ver que la irrupción de agua desde el fondo de la veta de carbón es condicional y puede reconocerse. Siempre que se aclaren estas situaciones, se pueden realizar algunas valoraciones y juicios con antelación, y tomar las medidas preventivas adecuadas en función de los posibles tipos de irrupción de agua.