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指采矿形成的采空区,破坏了矿区顶底天然的均衡受力状态,在上覆岩层的重力作用下 出现顶板下沉、破碎、冒落:底板膨胀,底鼓出现采动裂隙,这种造成岩层变化的力,称矿 山压力。矿山压力隨采空区的采深和面积的扩大而增强,是造成顶底板突水的基本要素。 采空区顶板冒落一般从顶板弯曲、产生裂隙开始,最终崩落,其过程由下而上一层一层 的冒落,直到填满整个采空区,并在冒落带上方形成导水裂隙和岩层的整体移动。我国煤矿 冒落带高度一般是煤层厚度的2~3倍,全别可达8倍以上,如辽宁阜新煤矿 采空区底板的弯形破坏,一般隨采矿工作面的推进,呈现出采前压缩、采后膨胀、采后 再压缩和采后定等变形过程。从研究采矿压力与突水关系出发,压缩区膨胀的分界线上岩层 受剪切力最大,底鼓和采动裂隙发育,尤其是在采面推进方向的前方剪切线是底板最薄弱的 位置,是突水点集中分布的位置 (二)矿山排水 矿山排水形成采矿井巷为中心的地下水降落漏斗,并隨采空面积和采深的增加而不断延 展,有的岩溶充水矿床其疏干影响距离可超过数十km,并彻底改变区域水文地质背景条件 和矿床的充水条件。具体影响如: (1)改变充水含水层的渗透性:疏干漏斗范围内地下水力坡度与流速增大,含水层的 充填物被冲刷、流失、原始的空隙结构遭破坏,1977年开始的岩溶充水矿山回访调査表明 矿坑排水量大的多数岩溶充水矿山的主要充水含水层的渗透性有所增大,影响矿坑涌水量预 测精度。 (2)破坏地表入滲条件:疏干漏斗范围内的地表覆盖层遭不同程度的破坏,地表入渗 条件增强,一些岩溶充水矿山调査表明,疏干前降水、融雪大多流泄地表,排水后基本入渗 地下 (3)扩大矿床的充水含水层,转移天然补给边界:在长期疏干状态下,下伏区域含水 层中的地下水会通过对疏干层的补给涌入矿坑,造成充水含水层的扩大:此外,隨疏干漏 的不断外延,矿床的自然边界逐渐失去供水作用,境外新水源隨之进入矿区。如湘中县口煤 矿,主要充水含水层为底板下茅口与栖霞灰岩,地表壶天河、小碧河、隨河自东向西横切矿 区,天然状态下矿区与东部壶天河之间存在地下分水岭,充水含水层是茅口灰岩,勘探时以 壶天河与水碧河为定水头补给边界,1966年建井至1982年,发现东部地下水分水岭已基本 消失,下部栖霞灰岩地下水已进入疏范围,西部疏干漏斗已跨越水碧河以西2000多米,并 能继续冋西涟水河方冋扩展。在滨海地区则隨疏干漏斗的发展造成海水倒流,如辽东复州湾 粘土矿。指采矿形成的采空区,破坏了矿区顶底天然的均衡受力状态,在上覆岩层的重力作用下 出现顶板下沉、破碎、冒落;底板膨胀,底鼓出现采动裂隙,这种造成岩层变化的力,称矿 山压力。矿山压力隨采空区的采深和面积的扩大而增强,是造成顶底板突水的基本要素。 采空区顶板冒落一般从顶板弯曲、产生裂隙开始,最终崩落,其过程由下而上一层一层 的冒落,直到填满整个采空区,并在冒落带上方形成导水裂隙和岩层的整体移动。我国煤矿 冒落带高度一般是煤层厚度的 2~3 倍,全别可达 8 倍以上,如辽宁阜新煤矿。 采空区底板的弯形破坏,一般隨采矿工作面的推进,呈现出采前压缩、采后膨胀、采后 再压缩和采后定等变形过程。从研究采矿压力与突水关系出发,压缩区膨胀的分界线上岩层 受剪切力最大,底鼓和采动裂隙发育,尤其是在采面推进方向的前方剪切线是底板最薄弱的 位置,是突水点集中分布的位置。 (二)矿山排水 矿山排水形成采矿井巷为中心的地下水降落漏斗,并隨采空面积和采深的增加而不断延 展,有的岩溶充水矿床其疏干影响距离可超过数十 km,并彻底改变区域水文地质背景条件 和矿床的充水条件。具体影响如: (1)改变充水含水层的渗透性:疏干漏斗范围内地下水力坡度与流速增大,含水层的 充填物被冲刷、流失、原始的空隙结构遭破坏,1977 年开始的岩溶充水矿山回访调查表明, 矿坑排水量大的多数岩溶充水矿山的主要充水含水层的渗透性有所增大,影响矿坑涌水量预 测精度。 (2)破坏地表入渗条件:疏干漏斗范围内的地表覆盖层遭不同程度的破坏,地表入渗 条件增强,一些岩溶充水矿山调查表明,疏干前降水、融雪大多流泄地表,排水后基本入渗 地下。 (3)扩大矿床的充水含水层,转移天然补给边界:在长期疏干状态下,下伏区域含水 层中的地下水会通过对疏干层的补给涌入矿坑,造成充水含水层的扩大;此外,隨疏干漏斗 的不断外延,矿床的自然边界逐渐失去供水作用,境外新水源隨之进入矿区。如湘中县口煤 矿,主要充水含水层为底板下茅口与栖霞灰岩,地表壶天河、小碧河、隨河自东向西横切矿 区,天然状态下矿区与东部壶天河之间存在地下分水岭,充水含水层是茅口灰岩,勘探时以 壶天河与水碧河为定水头补给边界,1966 年建井至 1982 年,发现东部地下水分水岭已基本 消失,下部栖霞灰岩地下水已进入疏范围,西部疏干漏斗已跨越水碧河以西 2000 多米,并 能继续向西涟水河方向扩展。在滨海地区则隨疏干漏斗的发展造成海水倒流,如辽东复州湾 粘土矿
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