煤炭开采水害防治及水资源保护利用技术_中国煤炭行业知识服务平台

煤炭开采水害防治及水资源保护利用技术

来源：《煤炭科学技术》2016年第8期

我国是世界上煤矿水害最为严重的国家之一，据国家煤矿安全监察局统计，2011-2015 年我国煤矿水害事故起数分别为44、24、21、19、12起，死亡人数分别为192、122、89、79、64人，虽然事故起数和死亡人数均在逐年递减，但是煤矿水害事故时有发生，仍是影响煤矿安全生产的主要因素之一。我国东部矿区水害严重，需要防治水；西部矿区缺水严重，需要保护水（保水采煤），但即使在西部严重缺水矿区，也存在严重的水害威胁，我国煤矿涌水量最大的矿井就在西部（榆神矿区），矿井涌水量达到5000m³/h以上。据统计，全国约有61处煤矿的正常涌水量超过1000m³/h，近年来全国煤矿每年实际排水量达71.7亿m³，与此同时，矿井水资源化利用率逐年提高，尤其是在西部缺水矿区，不仅充分利用了矿井水，而且还建设了地下水库，有效利用了采空区特殊的地质结构，实现了绿色开采。尽管如此，煤矿地下水控制与资源化利用仍是当前我国煤矿安全生产和科学开采面临的重大难题。鉴于此，我刊于2016年第8期开设“煤炭开采水害防治及水资源保护利用技术”专题，报道我国近年来在该领域所取得的成果，以期为煤矿水害防治及水资源保护提供科技助力，促进煤矿区生态文明建设。在此，特别感谢范立民教授级高级工程师在专题组稿、审稿方面给予的大力支持和帮助，同时对所有积极为本刊撰稿的专家学者表示衷心的感谢！

行业视野: 采矿
类别; 56个
关键词; 52位
专家; 13篇
论文; 14083IP
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微电阻率扫描成像测井探测采动土层导水裂隙研究

作者(Author)：李涛, 冯海, 王苏健, 陈通

摘要：为评价煤炭开采度对松散含水层的影响程度,针对松散含水层下伏采动土层,采用钻孔冲洗液消耗、水位观测、微电阻率扫描成像测井及物理模拟等手段,揭示了煤炭开采导水裂隙在土层中的发育规律。研究结果表明:物理模拟试验发现导水裂隙带发育至土层,裂采比28.9。现场实测发现微电阻率扫描成像测井识别完整裂隙准确率100%,识别的裂隙判定裂采比为28.2,与模拟结果吻合。

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带压开采首采工作面底板破坏深度研究

作者(Author)：代革联, 杨韬, 郭国强, 牛超, 薛小渊

摘要：为得到离柳矿区柳家庄煤矿8号煤层首采工作面底板破坏发育特征,采用数值模拟及现场实测相结合的方法,研究了80101首采工作面底板破坏裂隙的发育形态及深度、不同工作面宽度条件下的底板破坏深度发育特征;根据压水判别依据,确定了5组底板破坏探测孔裂隙发育深度的实测数据。数值模拟结果表明:未受相邻采场采动应力影响下的首采工作面底板破坏深度发育较小,底板破坏在工作面走向上呈倒马鞍形,即工作面端部两侧底板破坏深度最大,最大破坏带向外侧倾斜为剪切破坏为主;工作面中部底板破坏深度小,以拉张破坏为主;底板破坏深度受工作面宽度影响较大,底板采动破坏深度与工作面宽度呈线性变化。现场实测结果表明,柳家庄煤矿80101首采工作面底板破坏深度为16.32~16.92 m,验证了数值模拟的有效性,同时为离柳矿区下组煤带压开采提供了基础资料。

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底板承压水保水采煤技术与工程实践

作者(Author)：马雄德, 杜飞虎, 齐蓬勃, 李文莉

摘要：为解决底板承压含水层上带压采煤问题,以董家河煤矿为例,在研究5号煤层下伏含(隔)水层特征及煤层开采底板破坏深度的基础上,分析了突水危险性,制定了承压水体上保水采煤技术体系。结果表明:奥陶纪灰岩峰峰二段含水层是本区5号煤层开采主要充水水源,突水系数大于0.06MPa/m的区域占矿区面积的43%,K2及K3含水层既可成为奥灰水突水通道,也可改造成隔水底板,对5号煤层安全开采意义重大。同时提出了"监测预报,超前探测,探治结合,综合防治"四位一体综合保水采煤技术体系,并在澄合矿区进行了工程实践,既指导本区安全生产,又保护奥陶系375 m水位。

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软弱覆岩下厚煤层综放开采导水断裂带高度计算

作者(Author)：方杰, 徐会军, 曹志国, 李鹏

摘要：为得到蒙东地区无软弱覆岩层地质条件下特厚煤层综放开采导水断裂带的准确测算方法,以神华大雁矿业公司敏东一矿02工作面为例,分别采用煤矿防治水经验公式、"三下"采煤计算公式等方法计算导水断裂带高度;同时,采用FLAC3D软件对煤层顶板覆岩破坏对覆岩导水断裂带发育过程进行模拟,分析了不同推进距离下的导水断裂带发育高度,采用塑性区分布法,得到了导水断裂带发育高度"突变"和"稳定"2种状态与回采工作面的推进距离。经计算,3种方法得到的导水断裂带高度分别为93.12、26.67和88.00 m,而采用现场钻探观测表明导水断裂带高度为83.78 m。实测数据表明,蒙东地区软弱覆岩特厚煤层综放开采条件下冒采比为5,裂采比为11。

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深埋薄基岩顶板来压与底板破坏深度关系

作者(Author)：李春元, 张勇

摘要：为解决现场顶板频繁剧烈来压造成的底板突水问题,根据实测深埋薄基岩采场矿压显现特征及关键层垮断失稳判别方法,分析了顶板来压时冲击载荷的作用机理,应用弹性理论及摩尔-库仑准则推导了顶板冲击载荷和支承压力叠加作用下的采场底板破坏深度计算公式,研究得出了顶板来压与底板破坏深度的关系,提出了相应的底板破坏深度控制技术,现场应用生产效率提高约91.7%。结果表明:顶板来压步距越大,冲击载荷越大;顶板冲击载荷及支承压力的叠加作用导致底板破坏深度增加;随来压步距增大,底板破坏深度先增加后又趋于稳定;顶板剧烈来压的周期性造成了底板破坏和底板出水的周期性。

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