煤層頂板水害風(fēng)險保護(hù)系數(shù)法評價技術(shù)研究

呂玉廣 ，喬 偉 ，胡發(fā)侖 ，劉夢楠 ，呂 波

（1.中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院, 江蘇 徐州 221116；2.新礦內(nèi)蒙古能源有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016299；3.內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司, 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016299；4.貴州省黔西南州安龍縣人民政府辦公室, 貴州 安龍 552400）

0 引 言

井工煤礦以開采煤層為標(biāo)志，將位于煤層上方的含水層稱為頂板含水層，位于煤層下方的含水層稱為底板含水層。在具有承壓水壓力的含水層上采煤稱為帶壓開采[1]，底板水在水頭壓力作用下進(jìn)入采場引發(fā)的水害稱為底板水害。在含水層（體）下采煤稱為近水體下采煤[2-3]，頂板水通過導(dǎo)水通道進(jìn)入采場引發(fā)的水害稱為頂板水害[4]。

《“三下”開采規(guī)范》給出了帶壓開采時防水安全煤巖柱的多種設(shè)計(jì)方法，由于涉及參數(shù)較多、參數(shù)之間循環(huán)關(guān)聯(lián)，致使理論上可行、實(shí)際應(yīng)用較少。突水系數(shù)（Ts）僅考慮水頭壓力（P）和隔水層厚度（M），參數(shù)獲取容易、公式簡單明了，故該法成為數(shù)十年來廣泛應(yīng)用的底板水害預(yù)測評價方法[5-7]。1964 年“焦作水文地質(zhì)會戰(zhàn)”將0.06、0.1 MPa/m 設(shè)定為臨界突水系數(shù)[8]，并寫入了《“三下”開采規(guī)范》和《煤礦防治水細(xì)則》（以下簡稱《細(xì)則》）。企業(yè)還可以進(jìn)一步探索適合本礦區(qū)的臨界突水系數(shù)，如鄭煤集團(tuán)公司于2010 年向集團(tuán)內(nèi)部所屬礦山企業(yè)下發(fā)了〔2010〕32號文，將0.04、0.07 MPa/m 作為本企業(yè)適用的突水臨界值。其后數(shù)十年間，許多學(xué)者對突水系數(shù)的應(yīng)用做出了有益性創(chuàng)新和修正[9-12]。頂板水害風(fēng)險評價預(yù)測技術(shù)主要有“三圖—雙預(yù)測”[13-15]，“雙圖評價法”[16-17]，“分類型四雙工作法”[18]等，尚沒有類似于底板突水系數(shù)那樣易于適用的方法。……