问答题
背景
某矿井有F
1
和F
2
两断层形成V形交叉,断层裂隙发育。两断层上部与表土底层的卵石层相通,卵石层是矿井涌水的主要补给源。施工巷道位于400m深的隔水层中,巷道穿越F
1
断层后向F
2
断层方向推进。第一个探水钻孔到达孔深80m处发现破碎灰色砂岩,但因发生卡钻塌孔而停钻。第二个孔限于钻机能力,没有揭露粗砂岩含水层即停钻。调查附近巷道没有发现渗水或涌水情况,因此决定继续掘进巷道到钻孔水平投影以内的一定距离后再打钻探水。继续掘进时发现巷道顶板向下变形明显,两天后突然发生巷道顶部压垮,施工机具被埋,随后巷道突水,并且部分粗砂岩矸石与水一起突出,巷道工作面总涌水量超过800m
3
/h。
问题
问答题
分析发生突水事故的原因和教训。
【正确答案】
【答案解析】巷道发生突水事故的原因和教训主要有:
1)根据所发生的事件。巷道突水水源应当是表土层的含水卵石层,它是通过断层导通,并经粗砂岩层涌入工作面,应当属于含水层的涌水大量进入施工巷道。
2)矿井治水的一个重要措施是“有疑必探”。本事件虽然也执行了“有疑必探”的措施,但因为钻孔部分困难而没有按照设计要求完成规定的探水任务,盲目施工,最终造成涌水灾害。
3)在本事件情况下,探水钻孔应该控制的范围是钻孔要求到达粗砂岩层,而并非钻孔水平投影的距离。同时通过附近巷道没有渗漏水的情况来判断,缺乏充分根据。这些技术上失误的因素,造成巷道施工到粗砂岩层前发生突水事故。
4)如果巷道支护有比较高的承载能力,避免因水压增加而导致的支护破坏、顶部围岩冒落的情况,维护足够的保护岩柱,从而也可能避免发生突水事故。这在技术上也缺乏考虑。
问答题
突水事故发生前一般有哪些征兆?
【正确答案】
【答案解析】巷道突水事故发生前,一般会出现下列征兆:巷道顶板应力增大、局部冒顶、掉渣、片帮、支架倾倒,巷道出现底鼓,瓦斯涌出量大,岩层发潮、滴水,且逐渐增大,巷道涌水量增大,时清时浑,出现流砂,溃水、溃砂。
问答题
巷道掘进时顶板变形明显说明了什么?应当做好哪些应对措施?
【正确答案】
【答案解析】本案例在巷道继续掘进时,顶板变形明显说明巷道顶板应力增大,可能是发生突水的征兆,针对该巷道的实际情况,应当做好应对巷道突水的相关措施。具体包括:做好人员撤离和设备的防护工作;安排好避灾路线;准备好排水设备;加强工作面的支护;进行防水设施(水闸门或水闸墙)的施工等。