煤礦特殊開采方法

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1、煤礦特殊開采方法——“三下”開采之水體下采煤所謂水體下采煤指的是在開采煤層上方的地表水體下采煤。地下開采引起的巖層移動與變形可能改變水體和開采空間之間水力聯(lián)系的程度。弱的水力聯(lián)系增加了礦井的排水費(fèi)用，強(qiáng)的水力聯(lián)系有可能使開采影響范圍的地表水和地下水及泥砂突然潰入井下，給礦井安全生產(chǎn)帶來威脅。水體下采煤必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?，保證開采過程中不發(fā)生災(zāi)害性的透水、潰砂事故，避免因礦井用水量突然增大而嚴(yán)重惡化井下作業(yè)環(huán)境。水體下開采需要清楚的了解水體的類型、煤巖的隔水性能和開采空間與水體之間可能的水力聯(lián)系。水體下采煤有以下特點(diǎn)：（1）、水體下采煤主要

2、考慮煤層與水體之間有無隔水層，開采后隔水層能否破壞，開采引起的上覆巖層裂隙是否波及水體；（2）、水體下采煤的保護(hù)對象是礦井本身，為保護(hù)礦井本身必須保護(hù)水體下方的巖層；（3）、水體下采煤的主要對策是隔離和疏降，要從安全、經(jīng)濟(jì)和采出率等方面進(jìn)行比較，確定合理的開采方案。影響水體下安全開采的因素有：（1）、不同類型的水體煤層上方的水體可分為地表水體和地下水體兩類。地表水體指積聚在江、海、河、湖、水庫、沼澤、水渠、坑、塘和塌陷區(qū)中的水。大型的地表水，儲存量大，補(bǔ)給充分，且常常相互連通，對煤礦安全生產(chǎn)存在威脅。地下水體指積聚在巖石和松散層空隙中的水

3、。地下水體比地表水體距煤層更近，且賦存情況不易掌握，對安全生產(chǎn)構(gòu)成一定威脅。從采礦工程的角度，可將地下水按貯存的介質(zhì)不同，劃分為松散層水體和基巖含水層水體。松散層水體屬孔隙水，主要由大氣降水和地表水補(bǔ)給，若下部有較硬的隔水粘土層，對開采影響較小。松散層水體的流速和流量均小?；鶐r水體指的是砂巖、礫巖、砂礫巖及石灰?guī)r巖溶含水層水體，這些水體屬孔隙水、裂隙水及巖溶水類型，采空區(qū)積水也歸這類水體。當(dāng)?shù)乇硭w、松散層水體和基巖含水層水體之間構(gòu)成某種水力聯(lián)系時(shí)，就產(chǎn)生由這三種或兩種水體組合而成的復(fù)合水體。（2）、煤巖的隔水和導(dǎo)水性能不同的煤巖由不同的

4、隔水性能。通常把導(dǎo)水性能很弱的巖層成為隔水層。水體和開采空間之間有無足夠厚度的隔水層或能否保證有足夠的隔水性能是實(shí)現(xiàn)水體下安全開采首先要考慮的問題。煤巖的隔水性能視巖性、成巖情況和礦物成分而異。煤層開采前為隔水層，開采后一般不易風(fēng)化和泥化，視煤的炭化程度可分為導(dǎo)水層或弱導(dǎo)水層。對于沉積巖來說，成巖的顆粒愈細(xì)，隔水性能愈好。粘土的粒徑小于0.005mm，具有良好的隔水性能。砂的粒徑在0.05—2mm，礫的粒徑大于2mm，兩者的隔水性能都比較低，且容易含水。沙礫中含有小于10%、11%—30%和大于30%的粘土?xí)r其隔水性能分別屬于差、弱和良好

5、。采空區(qū)上方形成的垮落帶和斷裂帶既可以導(dǎo)水，也可能含水。彎曲帶至地表的巖層基本是連續(xù)的不存在覆巖破壞與地表破壞的連通性問題，一般情況下也就不會形成涌水通道。斷層和陷落柱視斷層面和陷落柱之間的充填物不同，可能導(dǎo)水或不導(dǎo)水。（3）、地表水、地下水涌入開采空間的機(jī)理地下開采引起的巖層移動和變形可能使隔水層受到影響，影響的程度取決于開采煤層與水體之間的距離和其間巖層的隔水性能。隔水層位于垮落帶內(nèi)時(shí)，巖層原來的隔水性能將完全被破壞；隔水層位于斷裂帶內(nèi)時(shí)，巖層的隔水性能也被破壞，破壞的程度由導(dǎo)水?dāng)嗔褞У南虏肯蛏现饾u減弱；隔水層位于上覆巖層的彎曲帶下部

6、時(shí)，其隔水性能可能受到微小影響，隔水層位于覆巖彎曲帶中部或上部時(shí)，其隔水性能不受開采影響。開采對上覆水體的影響由兩個(gè)方面：一是上覆巖層的移動和破壞形成了充水通道，使水體中的水滲透或潰入井下。如果水體的水量少或?yàn)槿鹾畬?，且補(bǔ)給不足，這種涌水能使井下作業(yè)條件惡化，使礦井排水量增加。若導(dǎo)水?dāng)嗔褞贤ǖ氖沟乇硭?、采空區(qū)水、溶洞水或地下暗河等大型水體，且這些水體補(bǔ)給充足時(shí)，就會導(dǎo)致人員和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p失的淹井事故二時(shí)地表的移動、變形與破壞，使地表水體附屬的建筑物受到影響，如果堤壩下沉量很大甚至斷裂時(shí)，河流、湖泊和水庫中的水就要出槽漫流。水體下采煤的理

7、論依據(jù)有：（1）、“三帶”理論?對于地面水體、松散層底部和基巖中的強(qiáng)、中含水層水體、要求保護(hù)的水源等水體，不容許導(dǎo)水?dāng)嗔褞Р?；對于松散層底部的弱含水層水體，允許導(dǎo)水?dāng)嗔褞Р?；對于厚松散層底部為極弱含水層或可以疏干的含水層，允許導(dǎo)水?dāng)嗔褞нM(jìn)入，同時(shí)允許垮落帶波及。（2）、隔水層理論?水體底面與煤層之間應(yīng)有相應(yīng)厚度的隔水層，才能實(shí)現(xiàn)水體下安全采煤；一定厚度的泥巖和粘土層是水體下安全采煤的良好隔水層。水體下的采煤方式有：（1）、頂水采煤?其特點(diǎn)是對水體基本不處理，直接在水體下方采煤，水體與煤層之間保留一定厚度或垂高的安全煤巖柱。適應(yīng)于水量大

8、、補(bǔ)給充足、水體距開采煤層較遠(yuǎn)的條件。（2）、疏水采煤?其特點(diǎn)是利用排水系統(tǒng)，開掘疏水巷道或鉆孔，疏降上部水體，再在水體下方采煤。（3）、頂疏結(jié)合采煤?在受多種水體或多層含水層水體威脅的條件下