水體下與承壓水上采煤--理工大

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1、開采損害與保護(hù)Miningdamageandprotection第六章水體下與承壓水上采煤Chapter6Miningunderwaterbodiesandminingaboveconfinedwater342地表移動(dòng)和變形觀測保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)5建筑下采煤7鐵路下采煤地表移動(dòng)和變形預(yù)計(jì)6水體下采煤1地表移動(dòng)和變形規(guī)律概述覆巖破壞規(guī)律12第六章水體下與承壓水上采煤水體下采煤的技術(shù)措施3承壓水上采煤4第一節(jié)概述地下開采導(dǎo)致覆巖移動(dòng)破壞，當(dāng)破裂巖體接觸到地下、地面水體時(shí)，使水進(jìn)入井下淹沒礦井。同時(shí)導(dǎo)致含水層水位下

2、降，地面河流、水庫干涸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國600處國有重點(diǎn)煤礦中受水害嚴(yán)重威脅的礦井大約285對，占礦井總數(shù)的47.5%，受水威脅儲量超過250億噸。如2005年全國煤礦共發(fā)生水害事故109起，死亡605人。其中發(fā)生一次死亡10人以上特大水害事故13起，死亡360人，分別占全國煤礦特大事故起數(shù)、死亡人數(shù)的22.4%和20.7%。第一節(jié)概述第一節(jié)概述2005年至2006年初發(fā)生的16起特大透水事故，屬透老空水的有12起、死亡382人；屬斷層突水的2起、死亡26人；屬溶洞突水的2起、死亡48人。礦井水害防治和

3、近水體煤層的安全開采已成為礦區(qū)生產(chǎn)中急需解決的重大實(shí)際和理論問題。第一節(jié)概述對于復(fù)雜地質(zhì)采礦條件下的覆巖破壞高度預(yù)測尚不能滿足生產(chǎn)的需要。今后應(yīng)進(jìn)一步努力的方向?yàn)椋航⒘严稁r體應(yīng)力—滲流耦合關(guān)系；研究斷層對巖體破壞規(guī)律的影響；研究工作面底板破壞規(guī)律；研究高效、廉價(jià)的覆巖破壞范圍探測儀器、手段和方法等。第一節(jié)概述我國從二十世紀(jì)六十年代初開始開展覆巖破壞規(guī)律及水體下（上）采煤的研究，進(jìn)行了大量的覆巖破壞高度現(xiàn)場實(shí)測，建立了適合我國實(shí)際情況的覆巖破壞高度計(jì)算理論和方法。在理論研究方面，已從經(jīng)驗(yàn)方法向理論方法轉(zhuǎn)變

4、，開展了力學(xué)方法預(yù)測巖體破壞高度的研究；初步建立了裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流理論；提出了“下三帶”理論和水體上、下采礦的措施。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了河下、海下、含水砂層下及奧灰承壓水上等采煤。第一節(jié)概述我國水體下采煤不僅解放了大量水下煤炭資源，還獲得了豐富經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展了理論，形成了一套具有我國特點(diǎn)的理論體系。即，從分析水體類型、特征、賦存條件及上覆巖層的水文地質(zhì)條件、地層結(jié)構(gòu)入手，并根據(jù)地質(zhì)采礦條件預(yù)計(jì)覆巖冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶的高度、空間形態(tài)，掌握覆巖的移動(dòng)破壞規(guī)律及兩帶與上覆水體之間的聯(lián)系，從而確定煤層合理的開采上限。在確保

5、礦井生產(chǎn)安全的條件下，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化和水資源的保護(hù)。第一節(jié)概述一、近水體采煤的特點(diǎn)近水體采煤不僅可能對礦井生產(chǎn)的威脅，而且會(huì)對水資源的破壞。根據(jù)水體位于煤層的位置不同，將近水體礦層開采分為水體下開采和水體上開采。當(dāng)煤層位于水體下方時(shí)，稱為水體下開采。當(dāng)煤層位于承壓水體上方時(shí)，稱為水體上開采。水體下（上）采煤與建筑物下采煤相比具有自身的特點(diǎn)：（1）水體下（上）采煤對變形量的大小關(guān)心較少，主要關(guān)心破裂巖體是否觸及到水體；（2）保護(hù)對象一般來說不是水體而是礦井本身；（3）水體是一整體，只要破裂帶觸及到水體

6、，就會(huì)使整個(gè)水體潰入井下，淹沒礦井，因此水體必須作為整體加以保護(hù)。第一節(jié)概述第一節(jié)概述二、水體類型礦區(qū)水體主要分為地表水和地下水體兩大類。（一）地表水(Surfacewater)賦存在地球水圈中，有江河湖海、水庫、灌渠、山谷沖溝、稻田、洪區(qū)、沼澤、坑塘以及地面沉陷積水區(qū)等。地表水屬單一型水體。（二）地下水(Undergroundwater)賦存在地球巖石圈中，積聚在巖石空隙中的水稱為地下水。主要有第三、第四系沖積層內(nèi)的砂層水、砂礫巖水及砂石層水（統(tǒng)稱松散含水層）；基巖內(nèi)的砂巖、礫巖、砂礫巖、石灰?guī)r巖溶含水

7、層及老采空區(qū)積水（稱基巖含水層）。第一節(jié)概述第一節(jié)概述從采礦工程角度出發(fā)，可將地下含水層按埋藏條件分為松散層內(nèi)的含水層和基巖內(nèi)的含水層兩種。松散含水層的特點(diǎn)是流速小、流量小?；鶐r含水層的特點(diǎn)是含水層位于兩個(gè)隔水層之間并承受靜水壓力，所以稱為承壓水。有時(shí)承壓水位于開采煤層的底板巖層內(nèi)，對開采構(gòu)成威脅。一般條件下，地表水特別是大型地表水儲存量大，補(bǔ)給充分，且常?；ハ噙B通，較大的地表水體一旦與礦井采空區(qū)溝通，將嚴(yán)重威脅井下生產(chǎn)及人身安全或造成淹井事故。同時(shí)開采疏漏地表及近地表水，將損害區(qū)域生態(tài)環(huán)境，加劇荒漠化程

8、度。地下水比地表水距開采煤層更近一些，且賦存情況不易搞清，其具有隨機(jī)性、突發(fā)性和不可預(yù)測性，因此常對其下方開采的安全威脅更大。第一節(jié)概述第二節(jié)覆巖破壞規(guī)律一、覆巖破壞的分帶隔水層位于冒落帶內(nèi)時(shí)，其隔水性將會(huì)完全被破壞；隔水層位于裂縫帶內(nèi)時(shí)，其隔水性也被破壞，破壞的程度由導(dǎo)水裂縫帶的下部向上部逐漸減弱；隔水層位于上覆巖層的彎曲帶下部時(shí)，其隔水性可能受到微小影響；隔水層位于覆巖彎曲帶中部或上部時(shí)，其隔水性不受采動(dòng)影響。一般將采動(dòng)破