第六章(水体下与承压水上采煤)课件

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1、开采沉陷学第十七讲主讲：蔡来良Tel：18739109523Email：cailailiang@126.com河南理工大学测绘与国土信息工程学院第六章水体下与承压水上采煤第一节概述第二节覆岩破坏规律第三节水体下采煤的技术措施第四节承压水上采煤概述地下开采引起的岩层与地表移动，能使开采煤层围岩中的含水层里的水、溶洞水以及位于开采影响范围内的地表水和泥砂溃入井下，威胁煤矿安全生产。因此，在水体下采煤时必须采取适当措施，保证开采过程中不发生灾害性透水、溃砂事故，避免因矿井涌水量突然增大而严重地恶化井下工作环境。多年来，我国比较广泛地进行了水体下采煤

2、的研究和实践，采出了大量水体下压煤，而且对水体下采煤的理论作了深入的研究，形成了一套具有我国特色的论理体系和计算方法。概述水体下采煤—地表水体下或地下水体下采煤开采→煤体上的水体→开采空间（由于岩层移动和变形）水和开采空间存在着一种水力联系弱水力联系增加排水费用强水力联系突水或透水事故我国各类水体下采煤的典型实例水体类型矿井名称防水煤岩柱最小垂高(m)单层采厚(m)累计采厚(m)煤层倾角()煤岩柱类型技术措施出水量(m3/h)淮河李咀孜矿706.0～2045防水分层间歇开采正常小汶河孙村矿、张庄矿30～401.8～2.03.820防水分层间

3、歇开采正常上官塘水库石壁塘矿80～1001.42.738～41防水分层间歇、非正规条带开采开采正常小南洪水库柳花岭矿881.4～2.41.4～2.46～7防水分层间歇开采最大3.04，一般1.3～2.4微山湖徐庄矿44～621.7～1.92～24防水分层间歇开采正常塌陷区积水孔集矿80～1006.011.975～90防水伪倾斜柔性掩护支架、长走向小阶段间歇开采、严禁超限出煤正常顶底板砂岩水刘桥一矿距含水层4～81.8～2.84.628～30相当于防砂预先疏放、边采边疏石灰岩岩溶水南桐二井41～503.0～3.537相当于防砂预先疏放、专门疏水

4、巷道20～492分层间歇开采朱仙庄矿40～502.0～2.26.010～15防水分层间歇开采松散弱含水层柴里矿15～202.0～3.511.58防砂分层间歇开采松散弱含水层邢台矿10～152.0～2.26.010防塌分层间歇开采、仰上钻孔近水体采煤的特征进行水体下采煤首先要分析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，研究覆岩破坏规律，特别是能够导水的冒落带和裂缝带的高度及其分布形态至关重要。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，但只要这些裂缝在某个深度上自行闭合而不构成井下涌水的通道，就不

5、会发生透水事故。水体下采煤时的保护对象主要是矿井本身，即保证在水体下开采时矿井的安全。只有在必要时(如水体为地面灌溉用的水库)才考虑水体及其附属设施的保护。因此，在进行水体下采煤时应着重研究如何防止水体和采区之间形成透水的通道、造成井下突水事故；在水体与采区之间构成水力联系无法避免时，如何使其引起的矿井涌水量小于矿井排水能力。由于水具有流动性，覆岩破坏一旦波及水体的边缘，就可能导致水体全部流入井下；因此，水体必须作为一个整体加以保护，有时还不得不将水体下方的部分岩层块段一起进行保护。地表水体：积聚在江、海、河、湖、水库、沼泽、水渠、坑、塘和塌

6、陷区中的水地下水体：积聚在岩石和松散层空隙中的水松散层水体：第四纪和第三纪松散层中的含水基岩含水层水体：砂岩、砾岩、砂砾岩及石灰岩岩溶含水层水体采空区积水孔隙水、裂隙水及岩溶水复合型水体地表水和地下水联通水体的基本类型水体下采煤的可行性进行水体下采煤，除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外，还要分析在受开采影响后，防水煤岩柱是否还具有足够的隔水性能。合理地确定煤层的开采上限，正确地选择开采方法和防护措施，以期做到既能最大限度地采出煤炭资源又能确保矿井的安全。覆岩的隔水性覆岩的隔水性与其岩性、岩相及结构面等

7、因素有关。(1)覆岩的岩性岩性是评价覆岩隔水性的最重要依据。影响覆岩隔水性能的主要因素是岩石颗粒的大小及其胶结形式。颗粒越小，级配越适当，隔水性能就越好。粘土比例大于30％的岩层是良好的隔水层；粘土含量为11～30％的岩层可作为相对隔水层；粘土含量少于10％的岩层隔水性能很差；粘土页岩和泥质页岩等塑性岩层隔水性能较好。覆岩的隔水性(2)岩相岩相是指沉积岩生成的条件和环境。岩相特征是评价沉积岩隔水性的依据之一。就隔水性而言，其优劣顺序是：海相、湖泊相、风成沉积相、河流冲积相、冰水沉积相。覆岩的隔水性(3)结构面结构面主要指原生结构面、构造结构面

8、和次生结构面。它们既是评价岩层物理力学特征的重要因素，又是评价岩层体系隔水性的重要因素。有时一个结构面能单独成为隔水层。原生结构面如层面，一般是层状分布，其延续性强