突水预报水文地质模型的参数

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1.煤层厚度变化

煤层厚度除原生沉积条件因素外，构造作用使煤层产生流变，而生成增厚带及拉薄带。我们调查了很多煤矿，其厚（薄）煤带的展布，往往与褶皱带平行，反映为区域压应力的作用结果。焦作煤田厚（薄）煤层沿NNW延伸，这是区域地应力作用的结果。在正断层的两侧10～30m 范围内，煤层明显因牵引作用而出现拉薄或增厚。如中马村矿230611工作面，落差5m正断层上盘30m内煤层由平均6m，突然减少为2m。据区内26个工作面统计。在断层60m范围内，煤厚减薄10%～66%，平均减少33%。一般所谓正常煤厚指100～200m范围煤层基本稳定，波动小于10%。因此，除明显的顶板砂岩冲刷带使煤层减薄原因外，当煤厚有变薄趋势，而与区域煤厚趋势矛盾时，当异常量达到变化量的60%左右，即33%×60%≈20%即可认为构造异常，而作预报点，使预报有一定的超前量。

2.煤层的裂隙类型及密度

通过煤矿井下实地观测与摄影，煤层结构是复杂的，大体可划分为5种类型：① 水平层理为主；② 弯曲挤压为主；③ 缓倾斜裂隙，裂隙倾角小于45°，微裂隙发育；④ “×”型裂隙，一般倾角大于45°象征接近断层，如王封52038工作面接近F₂断层时出现“×”型裂隙；⑤ 直式急倾向裂隙，倾角＞60°，成密集型出现，往往是断裂带的产物，如韩王庄24041、方庄24021突水点附近。

因此，煤层中裂隙倾角变大（＞45°），裂隙加密，出现大型“×”型裂隙，即象征接近断裂带。

3.煤层倾角变化

煤层倾角的变化可直接反映构造形态，煤层形态的变化有两种条件：一是褶皱区引起倾角变化；二是断层牵引的倾角变化。但值得注意的是，一般在倾角急剧变化地带，煤层出现滴水、淋水现象。如王封矿二煤西2522采区，密集褶皱地带500m范围出现两个小背斜，倾角变化很大，顶板破碎，大量涌水，涌水量达24m³/min；如九里山矿13011工作面，倾角由18°急变为12°（变化率0.4°/10m），顶板水突水增大0～3m³/min，使生产很困难。根据11个工作面调查，断层附近倾角较正常地段大2°～15°，平均增大6°。其异常量 20%～200%，平均 80%；倾角梯度（每 10m 距离倾角变化量）为0.4°～2.1°/10m。平均1.1°/10m。因此当倾角为平均增大倾角60%（6×0.6°＝3.6°），即3°变化。倾角梯度＞0.6°/10m（1°/10m×0.6＝0.6°/10m）时，就可以作预报异常值。

4.煤层瓦斯的变化

煤层瓦斯是煤层中的产物，吸附或游离在煤层微裂隙中，因此微裂隙的多少，直接影响着煤层瓦斯的聚集程度。而当掘到导气很好的裂隙时，煤层中瓦斯则易出逸散。因此煤层瓦斯涌出量可以灵敏地反映煤层裂隙的多少及开合程度。井下瓦斯地质调查证明，在正断层两侧煤层，瓦斯涌出量曲线呈现“驼峰”现象。即距断层一定距高内（10～15 m）因构造影响，煤层微裂隙增多，应力增大，瓦斯涌出呈现为一高峰值（驼峰）可增大0.75～1.6倍，平均1.3倍。而接近断层，由于开放性裂隙增大，瓦斯急剧减少，形成低谷，据6个工作面掘进统计，其减少量为30%～60%，平均40%。因此，如发现煤层瓦斯涌出量有急剧增大，超过正常背景值1.3倍时，而后又急剧下降低于平均值水平时，即可认为是预报异常点。

以上4项预报因素（煤层结构、煤层厚度、煤层倾角和煤层瓦斯涌出量）可以编绘突水预报图，由地质剖面及4项参数曲线图对照研究，达到预报异常值，即可做出预报。预报模型可概括为以下图形，简称为“二低一高破裂”。