煤矿开采沉陷预防和控制技术.pptxVIP

煤矿开采沉陷预防和控制技术

汇报人：

2024-01-18

目录

contents

沉陷现象及其危害

沉陷形成机制与原因分析

预防措施与方法

监测与预警技术

治理与恢复技术

政策法规与行业标准解读

01

沉陷现象及其危害

煤矿开采导致地下空洞形成，上层岩土体失去支撑，引发地面下沉和塌陷。

地面沉陷

建筑物损坏

水体变化

地面沉陷导致地表建筑物基础失稳，墙体开裂，甚至整体倾斜或倒塌。

沉陷区地形改变影响地表水和地下水的流动，可能导致水位下降、水质恶化等问题。

03

02

01

沉陷造成土地不平整，降低土地利用率，影响农业生产和生态恢复。

土地资源破坏

煤矿开采和沉陷过程中可能产生废水，污染地表水和地下水，影响水资源安全。

水资源污染

沉陷区生态环境恶化，生物多样性减少，对区域生态平衡造成威胁。

生态系统破坏

矿井安全威胁

地面沉陷可能导致井下巷道变形、支护失效等安全隐患，威胁矿工生命安全。

生产设施损坏

沉陷造成地面设施如井架、变电所、通风设施等损坏，影响煤矿正常生产。

运输系统受阻

地面沉陷可能破坏铁路、公路等运输线路，影响煤炭运输和物资供应。

02

沉陷形成机制与原因分析

煤矿所在区域的地质构造，如断层、褶皱等，对沉陷的形成具有重要影响。

地质构造

煤系地层的岩石性质、厚度、倾角等，决定了煤层的赋存条件和开采过程中的岩层移动规律。

岩性特征

地应力场的分布和变化是影响煤矿开采沉陷的重要因素之一。

地应力场

开采顺序

开采顺序的合理安排对减少覆岩破坏和地表沉陷具有重要作用。

开采方法

不同的开采方法，如长壁开采、短壁开采等，对覆岩的破坏程度和移动规律有所不同。

顶板管理方法

顶板管理方法的选择直接影响到覆岩的移动和破坏程度，进而影响到地表沉陷。

含水层的厚度、岩性、水位等特征对煤矿开采过程中的水文地质条件具有重要影响。

含水层特征

隔水层的厚度、岩性、连续性等特征决定了含水层之间的水力联系和地下水运动规律。

隔水层特征

水文地质结构的复杂程度决定了地下水对煤矿开采的影响程度，如突水、溃砂等灾害的发生。

水文地质结构

03

预防措施与方法

地质勘探

在煤矿开采前进行详细的地质勘探，了解煤层赋存条件、地质构造、水文地质等，为合理规划布局提供依据。

03

煤柱留设

在开采过程中留设一定宽度的煤柱，以支撑顶板和上覆岩层，减少沉陷的发生。

01

开采方法选择

根据地质条件和煤层厚度等因素，选择合适的开采方法，如长壁开采、短壁开采等，以减少对顶板的破坏。

02

采高控制

合理控制采高，避免一次性采全高导致的顶板大面积垮落和沉陷。

1

2

3

在开采过程中及时采取临时支护措施，如木垛、单体液压支柱等，确保顶板的稳定性。

临时支护

根据巷道断面形状和围岩性质等因素，选择合适的永久支护方式，如锚网喷支护、U型钢支护等。

永久支护

定期对巷道和采场进行监测，及时发现并处理潜在的安全隐患，确保支护措施的有效性。

加强监测

04

监测与预警技术

对原始观测数据进行清洗、整理，剔除异常值和噪声，提高数据质量。

数据预处理

运用统计分析、时间序列分析等方法，挖掘监测数据中的有用信息，揭示地表移动变形的规律和趋势。

数据分析

利用GIS、三维可视化等技术手段，将监测数据以图形、图像等形式直观展现出来，便于分析和决策。

数据可视化

05

治理与恢复技术

地质勘察

利用数值模拟、经验公式等方法，对煤矿开采过程中的沉陷进行预测，确定沉陷的范围、程度和影响因素。

沉陷预测

方案制定

根据地质勘察和沉陷预测结果，制定针对性的治理方案，包括开采方法、支护方式、排水措施等。

对开采区域进行详细的地质勘察，了解地质构造、岩层性质、水文地质条件等，为制定治理方案提供依据。

土地复垦

对沉陷区域进行土地复垦，包括表土剥离、回填、平整等措施，恢复土地的生产能力。

植被恢复

在复垦后的土地上种植适宜的植被，恢复生态系统的结构和功能，提高土地的生态价值。

水资源保护

采取措施保护沉陷区域的水资源，包括建设排水系统、防治水污染等，确保水资源的可持续利用。

治理成本分析

对治理方案所需的投资进行详细的成本分析，包括直接成本、间接成本和隐性成本等。

效益评估

综合考虑治理后的生态效益、社会效益和经济效益，对治理方案进行全面的效益评估。

方案优化

根据效益评估结果，对治理方案进行优化调整，提高治理效果和投资效益。

06

政策法规与行业标准解读

《中华人民共和国矿产资源法》

明确了矿产资源属于国家所有，确立了矿产资源勘查、开采的许可制度和矿产资源有偿使用制度。

《煤矿安全规程》

具体规定了煤矿建设和生产过程中的安全要求，包括开采沉陷的预防和控制措施。

《中华人民共和国煤炭法》

规定了煤炭资源的合理开发利用和保护，以及煤矿安全生产等方面的基本要求。

规定了建筑物、水体、铁路及主要井巷