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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
井工煤矿减损开采理论与技术体系
  • 67
  • 作者

    李全生

  • 单位

    煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室国家能源投资集团有限责任公司

  • 摘要
    煤炭开采改变了覆岩边界条件,引起围岩应力重新分布和覆岩变形、运动、破断,造成覆岩损伤自下而上传导,引起含水层、地表附属物、矿区生态系统等损伤。现代开采在保障我国社会发展能源需求同时,也对矿区地下水资源保护、生态环境安全和建/构筑设施造成较大损伤。为解决规模化煤炭开采与矿区生态保护协调的问题,在系统分析国内外减损开采理论与技术以及长期实践基础上,根据“源头减损”理念和“采前源头损伤控制、采中优化减损、采后生态要素系统修复”的开采全过程减损思路,提出了以“基于开采工艺参数优化的源头减损技术、硬岩采前预裂-软岩注浆改性与采后导水裂隙封堵控水技术、采中覆岩承载结构稳定性维持减损技术”的采前、采中、采后三类四项技术为主导的开采全过程减损技术措施,创建了井工煤矿减损开采理论与技术体系,明确了减损开采研究的重点和方向。在开采损伤监测方面,由于监测技术时空差异大,很难实现地表变形与裂缝的同时空监测和地表生态环境多要素一体化同步监测,仍需针对性地提出煤矿井工开采链式损伤多源监测异步数据的同时空校正与处理方法。在损伤传导理论方面,基于覆岩损伤传导理论,从能量指标出发提出了采动损伤场模型,并结合岩层软硬组合、岩土层介质的差异,提出了涵盖“覆岩-含水层-地表-生态”多因素指标的煤炭井工开采覆岩损伤场量统一与跨界面传导理论。神东矿区上湾矿12401工作面采用采前开采参数优化,采中垮落带注浆等减损技术,地表最大沉降值相对减小25%,地表裂缝由台阶型裂缝调控为动态小裂缝;此外,神东矿区自2010年实施减损开采技术以来,植被覆盖度由原来平均31%上升到74.1%。
  • 关键词

    煤炭开采损伤传导源头减损减损理论与技术绿色开采

  • 文章目录
    1 煤炭开采面临的减损难题
    1.1 煤炭开采损伤传导规律缺乏系统研究
    1.2 煤炭开采损伤表征与传导基础理论有待完善
    1.3 煤炭开采损伤调控与防治技术系统性不强
    2 减损开采定义与特征
    2.1减损开采的定义
    2.2 减损开采的特征
    3 减损开采理论技术体系概况
    4 煤炭减损开采理论与关键技术
    4.1 煤炭开采损伤与传导机理
    4.1.1 煤炭开采全链条损伤精准表征与系统界定
    4.1.2 煤炭井工开采覆岩损伤场量统一与跨界面传导理论
    4.2 煤炭减损开采关键技术
    4.2.1 基于开采工艺参数优化的源头减损技术
    4.2.2 采前预裂改性与采后注浆封堵保水技术
    4.2.3 覆岩承载拱壳结构稳定性维持减损技术
    5 煤炭减损开采工程实践
    5.1推进速度优化减损效果验证
    5.2 注浆减损效果验证
    6 结论
  • 引用格式
    李全生.井工煤矿减损开采理论与技术体系[J/OL].煤炭学报:1-15[2023-09-21].DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.0078.
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