大采深煤层弱胶结厚层砾岩突水溃砂灾害研究

针对煤矿突水溃砂事故难题,基于突水溃砂机理理论研究和突水溃砂实例分析,结合塔然高勒煤矿水文地质、工程地质特征,通过对顶板厚层砾岩含水层岩石物理力学性质测试分析,从导水裂隙带高度、含水层厚度2个主控因素对突水溃砂危险性建立影响因素的数学评价模型,利用ArcGis平台根据“富水性指数法”得出顶板含水层富水性评价结果和冒裂安全性分区结果,获得了突水溃砂危险性分区。研究结果表明:受扰动影响的胶结程度差、遇水易松散的粗粒砂岩,受到静水压力的劈裂作用和地下水为克服阻力而对砂层施加的动水压力作用,在静水、动水压力共同驱动下,形成砂粒。含水层中的砂粒通过断层、褶皱等先天性破碎通道和受开采活动引起网络裂隙通道与冒落裂隙通道,随着水流方向朝涌水口发生大范围移动,进入工作面、采空区和巷道,从而引发水砂溃涌事故,水砂源、动力源、通道、流动空间4个要素的相互作用是导致突水溃砂的内在机理。导水裂隙带和断裂构造发育区是预防突水溃砂事故的工作重点,研究为导水裂隙带观测、顶板管理、探放水钻孔施工及大采深弱胶结砾岩含水层突水溃砂治理提供依据。