特殊地質(zhì)條件下防治水對(duì)煤礦開(kāi)采的影響

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1、我國(guó)煤礦特殊地質(zhì)采礦條件下的頂板水害及其防治康永華2012.11提綱前言1半固結(jié)砂巖含水層下綜放開(kāi)采潰水潰砂防治技術(shù)2高水壓松散含水層原生縱向裂隙發(fā)育煤系覆巖條件下綜合機(jī)械化采煤的異常突水及其防治3大面積老空積水區(qū)的突水危害及其防治途徑4離層帶蓄水的危害及其防治途徑5特殊地質(zhì)采礦條件下頂板水害問(wèn)題的思考前言我國(guó)地大物博，礦產(chǎn)資源十分豐富，煤層賦存條件千變?nèi)f化，除靠近灰?guī)r尤其是奧陶系灰?guī)r強(qiáng)含水體開(kāi)采時(shí)存在著較嚴(yán)重的安全威脅外，某些特殊地質(zhì)采礦條件下的水體下采煤所發(fā)生的突水災(zāi)害則更讓人心有余悸。特殊地質(zhì)采礦條件下發(fā)生的頂板水害往往有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是大都具有特殊性、

2、偶然性、隱蔽性、突發(fā)性，往往有背常理，不易被人察覺(jué)，有時(shí)甚至超出現(xiàn)有技術(shù)、知識(shí)水平的認(rèn)知程度，較難預(yù)測(cè)，令人防不勝防。前言所以，更容易釀成災(zāi)害，損失更加難以預(yù)防，后果常常觸目驚心，教訓(xùn)極為慘痛。因此，研究解決該類條件下的水害問(wèn)題，對(duì)于保證礦井安全有序開(kāi)采具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，其技術(shù)難度也更大，任務(wù)更艱巨。近年來(lái)，對(duì)該類條件下頂板水害的認(rèn)知程度和防治水平也在不斷提高。1白堊系半固結(jié)砂巖含水層下綜放開(kāi)采潰水潰砂防治技術(shù)1.1半固結(jié)砂巖含水層下采煤的技術(shù)特點(diǎn)1.2白堊系半固結(jié)砂巖含水層下綜放開(kāi)采的實(shí)踐1.3白堊系半固結(jié)砂巖含水層下開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用前景1.1半固結(jié)砂巖含水

3、層下采煤的技術(shù)特點(diǎn)半固結(jié)砂巖含水層是一種比較特殊的基巖含水層水體，其特點(diǎn)是，砂巖的固結(jié)程度一般較差，當(dāng)含水層處于飽水狀態(tài)時(shí)，含水砂巖中的泥砂具有一定的流動(dòng)性，這樣的砂巖處于煤層頂板位置時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)水砂潰決現(xiàn)象，從而對(duì)井下安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為了消除潰泥、潰砂威脅，則一般要求在開(kāi)采前將含水層水予以疏干或疏降。1.2白堊系半固結(jié)砂巖含水層下綜放開(kāi)采的實(shí)踐白堊系半固結(jié)砂巖含水層往往直接賦存于煤層頂板之上，對(duì)煤層開(kāi)采的威脅十分嚴(yán)重，常常出現(xiàn)潰水、潰砂現(xiàn)象。如扎賚諾爾礦區(qū)，鐵北煤礦在白堊系半固結(jié)砂巖含水層下進(jìn)行普采或綜采時(shí)就曾多次發(fā)生潰水、潰砂現(xiàn)象，而且特殊的軟巖地層以及煤

4、層賦存條件，使得所采厚煤層采完一分層后剩余煤厚的開(kāi)采十分困難，甚至由于出現(xiàn)頂、底板管理和潰水、潰砂以及自然發(fā)火等難題而不再具備開(kāi)采條件。1.2白堊系半固結(jié)砂巖含水層下綜放開(kāi)采的實(shí)踐因此，防止采掘工作面潰水、潰砂和解決煤水混流等問(wèn)題以及能否進(jìn)行綜放開(kāi)采等就成為鐵北礦安全生產(chǎn)中亟待解決的難題。通過(guò)綜合試驗(yàn)研究，首先在鐵北煤礦成功地進(jìn)行了綜放開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)了綜放控水安全采煤，改善了采煤作業(yè)環(huán)境和礦井安全生產(chǎn)狀況，提高了煤炭資源回收率。接著，在新建礦井靈東煤礦又成功地進(jìn)行了綜放開(kāi)采，并進(jìn)行了水害預(yù)測(cè)預(yù)警研究，按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了礦井正常投產(chǎn)和達(dá)產(chǎn)。1.2白堊系半固結(jié)砂巖含水層下綜放開(kāi)

5、采的實(shí)踐白堊系半固結(jié)砂巖含水層下綜放開(kāi)采所采取的總體方案為“頂水開(kāi)采與疏干或疏降開(kāi)采相結(jié)合、先疏后采與邊采邊疏相結(jié)合、鉆孔疏干或疏降與回采疏干或疏降相結(jié)合、分段控制放頂煤開(kāi)采厚度與分步實(shí)施疏水截流相結(jié)合”。1.3白堊系半固結(jié)砂巖含水層下開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用前景在蒙東地區(qū)，普遍存在著白堊系煤系地層，有的礦區(qū)在開(kāi)采煤層的頂板上賦存著富水性較強(qiáng)的半固結(jié)砂巖含水層，存在著嚴(yán)重的潰水、潰砂威脅。為此，可以借鑒扎賚諾爾礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。需要說(shuō)明，對(duì)于該類條件進(jìn)行合理可行的開(kāi)采設(shè)計(jì)尤為重要。為此，往往在礦井設(shè)計(jì)階段就需要進(jìn)行合理可行的采煤工藝方法以及安全可靠的防治水措施等專題研究和論

6、證。2高水壓松散含水層原生縱向裂隙發(fā)育煤系覆巖條件下綜合機(jī)械化采煤的異常突水及其防治以往的松散含水層下采煤實(shí)踐中，一般開(kāi)采深度較淺，含水層水頭壓力較低，或者松散含水層底部賦存一定厚度的粘土隔水層，或者松散含水層的富水性較弱，或者基巖風(fēng)化帶基本上是隔水的，或者煤系基巖中的原巖裂隙尤其是高角度縱向原巖裂隙不發(fā)育，所以，在設(shè)計(jì)安全煤巖柱時(shí)一般不考慮含水層水頭壓力作用問(wèn)題。2高水壓松散含水層原生縱向裂隙發(fā)育煤系覆巖條件下綜合機(jī)械化采煤的異常突水及其防治但近年來(lái)在松散含水層水頭壓力達(dá)到3.6MPa以上和開(kāi)采煤層上覆煤系基巖中原生縱向裂隙發(fā)育條件下進(jìn)行綜合機(jī)械化采煤時(shí)，留設(shè)的

7、防水煤柱尺寸均是按照有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定選取的，卻發(fā)生了突水并淹沒(méi)礦井的異?，F(xiàn)象。如位于安徽省宿南礦區(qū)的祁東煤礦就發(fā)生了首采工作面實(shí)際最小防水煤柱垂高較原設(shè)計(jì)大3m條件下十分罕見(jiàn)的異常突水現(xiàn)象。2高水壓松散含水層原生縱向裂隙發(fā)育煤系覆巖條件下綜合機(jī)械化采煤的異常突水及其防治2.1高水壓松散含水層及原生縱向裂隙發(fā)育覆巖的特征2.2高水壓松散含水層原生縱向裂隙發(fā)育覆巖條件下綜合機(jī)械化采煤的異常突水2.3高水壓松散含水層原生縱向裂隙發(fā)育覆巖條件下綜合機(jī)械化采煤異常突水原因的分析2.4高水壓松散含水層原生縱向裂隙發(fā)育覆巖條件下異常突水的防治2.1高水壓松散含水層及原生縱向

8、裂隙發(fā)育覆