煤巷老空水突水機理及預測技術研究.pdf

1、老空水水害是我國煤礦水害事故的主要類型之一，根據國家安全生產監(jiān)督管理總局的事故統(tǒng)計，2006年至2015年間我國共發(fā)生煤礦重特大老空水突水事故36起，其中煤巷掘進工作面老空水突水事故28起。從而，煤巷掘進工作面老空水水害防治形勢嚴峻。由于老空積水區(qū)分布調查困難，小斷層、破碎帶等導水構造不易勘探，且采掘擾動導致的圍巖二次導水通道演化規(guī)律復雜，從而造成我國目前老空水突水機理觀點不統(tǒng)一，尚缺乏有效指導煤巷掘進工作面老空水突水的預測和防治技術。

2、從而研究煤巷老空水突水機理及預測技術具有重大的現實意義與工程價值。
　　對于煤巷老空水防治而言，有效隔水煤柱厚度為水體至巷道的距離減去老空側圍巖導水破壞深度和巷道側圍巖開掘破壞深度之和，因此研究采掘活動導致的圍巖破壞范圍至關重要。本文總結了確定采場和巷道圍巖破壞深度的方法，并對煤巷開掘破壞深度的影響因素進行了正交數值模擬試驗，得到了煤巷圍巖開掘破壞深度的回歸公式。針對老空積水區(qū)防隔水煤巖柱留設問題，本文總結了國內老空積水區(qū)防隔水煤

3、巖柱留設的基本方法，并引入挪威海底隧道經驗法和日本最小涌水量法，為合理煤柱留設提供參考?？紤]到突水事故發(fā)生時，薄板型有效隔水煤巖體失穩(wěn)的瞬時性，本文運用突變理論探討薄板型隔水煤巖體強度不足失穩(wěn)和外部動力擾動失穩(wěn)的突變型煤巷掘進工作面老空水突水機理。
　　根據煤巷老空水突水事故案例資料的綜合分析，并結合煤巷老空水突水特征，本文歸納得出了煤巷老空水突水的5個主控因素，分別為：老空積水高度、有效隔水煤柱厚度、煤柱強度、埋深、巷道跨度。基

4、于這5個主控因素，建立了煤巷老空水突水危險ANN(Artificial NeuralNetworks)型及LR(Logistic Regression)型脆弱性指數預測模型。并運用這兩個預測模型對碾子溝煤礦101工作面回風巷及開切眼進行了老空水突水危險預測?；仫L巷ANN型及LR型老空水突水危險脆弱性指數最大預測結果分別為：0.96和1.0；開切眼最大預測結果分別為：0.83和0.89，表明老空水突水危險性極高。礦方最終確定留設防水煤柱3