覆岩破坏规律及近水体煤层开采技术要点解析.ppt

煤矿覆岩破坏规律及近水体煤层开采技术煤炭科学研究总院文学宽  急倾斜煤层覆岩破坏最大高度计算 水体下采煤技术与典型案例分析煤炭科学研究总院文学宽  一、我国水体下压煤概况 我国幅员辽阔，煤层赋存范围宽广，但水文地质条件比较复杂，受水威胁的煤田和水体下压煤储量十分巨大。仅我国重点国有煤矿受水威胁的煤炭储量大约250亿吨，其中受地表水体（江、河、湖、海等）、松散含水层、基岩含水层等水体威胁的煤炭储量近百亿吨。仅就受河流影响来看，就有200多个矿井受百余条大小河流威胁，大、小湖泊、水库等对近100个矿井安全开采构成了威胁，因此，我国所有产煤大省、市均面临着水体下压煤问题，给我国煤炭生产的迅速发展造成了巨大影响。 二、 水体下采煤的特点 进行水体下开采时，主要考虑开采引起的覆岩中的裂缝是否互相连通以及互相连通的裂缝是否波及到水体。因此，研究覆岩移动破坏规律，特别是能够导水的裂缝带的高度及其分布形态至关重要。 相对而言，此时对地表变形的研究退居到次要位置。因为在许多情况下，尽管地表产生较大的移动和变形甚至出现裂缝，但是只要这些裂缝在某个深度上自行闭合而不构成涌水的通道，就不会发生透水事故。 水体下开采时的保护对象和保护范围也具有某种特殊性。 本来水体下开采时的保护对象主要是矿井本身（在需要时才考虑水体及其附属设施的保护），但是为了达到保护矿井的目的，却不得不保护本身并不一定有保护价值的水体和水体下方的岩层块段。 此外，覆岩破坏一旦波及到水体，哪怕只触及到水体的边缘也会导致水体中的水全部流人井下。因此从这个意义上讲，水体须作为一个整体加以保护。 根据水体下开采问题的特点，在进行水体下开采时应始终把着眼点放在如何想方设法使水体和开采区域之间不形成透水的通道，或者水体与开采区域之间虽已构成水力联系但能为矿井排水能力所接受。 1、我国水体下开采概况 我国从上世纪50年代开始，进行了水体下顶水开采的试验研究。半个多世纪以来，通过科研院所和生产矿井的多方面的试验研究和大量的生产实践，取得了在江、河、湖等地表水体下及地下各类含水层水体下顶水开采的成功。如江西省丰城矿务局坪湖煤矿在巨厚岩溶水体下采煤、四川省广旺矿务局宝轮院煤矿在龙泉水库下采煤、上海大屯煤电公司徐庄煤矿在微山湖下采煤、安徽省淮南矿务局李咀孜、孔集煤矿在淮河下采煤、龙口北皂煤矿海下采煤等。 2、我国水体下采煤研究成果 我国是世界上进行水体下采煤和开采的较早国家之一，从1958年开始，我国刘天泉院士（已故）就根据当时的苏联，澳大利亚、波兰等国的水体下采煤的研究，试验经验在中国开展了水体下采煤的试验研究。在我国的湖下、河下、水库下，含水层下进行了大量的开采实践。通过水体下采煤的试验研究和科学实践取得了一系列水体下采煤理论研究和开采成果。 制定水体下采煤的法规 1984年由原煤炭工业部颁布了《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，从而使得水体下压煤的安全开采有了可遵循的技术法规。 建立并发展了覆岩破坏的理论 煤层开采后覆岩破坏由垮落带、导水裂缝带和整体移动带组成的“三带”理论。 拟合出用分数函数预计“两带”高度的经验公式 针对不同的岩性，拟合出了两套相对应的垮落带、导水裂缝带，即所谓“两带”的计算公式。用于指导水体下采煤的设计与实践。 3、我国水体下采煤的有关法规 1984年由原煤炭工业部颁布了《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，该规程中涉及水体下采煤的法规如下： 第51条 近水体采煤时，必须严格控制对水体的采动影响程度。按水体的类型、流态、规模、赋存条件及允许采动影响程度，将受开采影响的水体分为不同的采动等级。对不同采动等级的水体，必须采用留设相应的安全煤岩柱的措施。 第51条 符合下列条件之一者，水体的压煤允许开采： 1)水体与设计开采界限(煤层)之间的最小距离，符合50条表中各水体采动等级要求留设的相应类型安全煤(岩)柱尺寸。 2)水体与设计开采界限(煤层)之间的最小距离，略小于第50条表中各水体采动等级要求留设的相应类型安全煤(岩)