煤矿特殊开采方法

《煤矿特殊开采方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤矿特殊开采方法——“三下”开采之水体下采煤所谓水体下采煤指的是在开采煤层上方的地表水体下采煤。地下开采引起的岩层移动与变形可能改变水体和开采空间之间水力联系的程度。弱的水力联系增加了矿井的排水费用，强的水力联系有可能使开采影响范围的地表水和地下水及泥砂突然溃入井下，给矿井安全生产带来威胁。水体下采煤必须采取适当的措施，保证开采过程中不发生灾害性的透水、溃砂事故，避免因矿井用水量突然增大而严重恶化井下作业环境。水体下开采需要清楚的了解水体的类型、煤岩的隔水性能和开采空间与水体之间可能的水力联系。水体下采煤有

2、以下特点：（1）、水体下采煤主要考虑煤层与水体之间有无隔水层，开采后隔水层能否破坏，开采引起的上覆岩层裂隙是否波及水体；（2）、水体下采煤的保护对象是矿井本身，为保护矿井本身必须保护水体下方的岩层；（3）、水体下采煤的主要对策是隔离和疏降，要从安全、经济和采出率等方面进行比较，确定合理的开采方案。影响水体下安全开采的因素有：（1）、不同类型的水体煤层上方的水体可分为地表水体和地下水体两类。地表水体指积聚在江、海、河、湖、水库、沼泽、水渠、坑、塘和塌陷区中的水。大型的地表水，储存量大，补给充分，且常常相互连通

3、，对煤矿安全生产存在威胁。地下水体指积聚在岩石和松散层空隙中的水。地下水体比地表水体距煤层更近，且赋存情况不易掌握，对安全生产构成一定威胁。从采矿工程的角度，可将地下水按贮存的介质不同，划分为松散层水体和基岩含水层水体。松散层水体属孔隙水，主要由大气降水和地表水补给，若下部有较硬的隔水粘土层，对开采影响较小。松散层水体的流速和流量均小。基岩水体指的是砂岩、砾岩、砂砾岩及石灰岩岩溶含水层水体，这些水体属孔隙水、裂隙水及岩溶水类型，采空区积水也归这类水体。当地表水体、松散层水体和基岩含水层水体之间构成某种水力联

4、系时，就产生由这三种或两种水体组合而成的复合水体。（2）、煤岩的隔水和导水性能不同的煤岩由不同的隔水性能。通常把导水性能很弱的岩层成为隔水层。水体和开采空间之间有无足够厚度的隔水层或能否保证有足够的隔水性能是实现水体下安全开采首先要考虑的问题。煤岩的隔水性能视岩性、成岩情况和矿物成分而异。煤层开采前为隔水层，开采后一般不易风化和泥化，视煤的炭化程度可分为导水层或弱导水层。对于沉积岩来说，成岩的颗粒愈细，隔水性能愈好。粘土的粒径小于0.005mm，具有良好的隔水性能。砂的粒径在0.05—2mm，砾的粒径大于2

5、mm，两者的隔水性能都比较低，且容易含水。沙砾中含有小于10%、11%—30%和大于30%的粘土时其隔水性能分别属于差、弱和良好。采空区上方形成的垮落带和断裂带既可以导水，也可能含水。弯曲带至地表的岩层基本是连续的不存在覆岩破坏与地表破坏的连通性问题，一般情况下也就不会形成涌水通道。断层和陷落柱视断层面和陷落柱之间的充填物不同，可能导水或不导水。（3）、地表水、地下水涌入开采空间的机理地下开采引起的岩层移动和变形可能使隔水层受到影响，影响的程度取决于开采煤层与水体之间的距离和其间岩层的隔水性能。隔水层位于垮

6、落带内时，岩层原来的隔水性能将完全被破坏；隔水层位于断裂带内时，岩层的隔水性能也被破坏，破坏的程度由导水断裂带的下部向上逐渐减弱；隔水层位于上覆岩层的弯曲带下部时，其隔水性能可能受到微小影响，隔水层位于覆岩弯曲带中部或上部时，其隔水性能不受开采影响。开采对上覆水体的影响由两个方面：一是上覆岩层的移动和破坏形成了充水通道，使水体中的水渗透或溃入井下。如果水体的水量少或为弱含水层，且补给不足，这种涌水能使井下作业条件恶化，使矿井排水量增加。若导水断裂带沟通的使地表水、采空区水、溶洞水或地下暗河等大型水体，且这些

7、水体补给充足时，就会导致人员和设备严重损失的淹井事故二时地表的移动、变形与破坏，使地表水体附属的建筑物受到影响，如果堤坝下沉量很大甚至断裂时，河流、湖泊和水库中的水就要出槽漫流。水体下采煤的理论依据有：（1）、“三带”理论 对于地面水体、松散层底部和基岩中的强、中含水层水体、要求保护的水源等水体，不容许导水断裂带波及；对于松散层底部的弱含水层水体，允许导水断裂带波及；对于厚松散层底部为极弱含水层或可以疏干的含水层，允许导水断裂带进入，同时允许垮落带波及。（2）、隔水层理论 水体底面与煤层之间应有相应厚度的隔

8、水层，才能实现水体下安全采煤；一定厚度的泥岩和粘土层是水体下安全采煤的良好隔水层。水体下的采煤方式有：（1）、顶水采煤 其特点是对水体基本不处理，直接在水体下方采煤，水体与煤层之间保留一定厚度或垂高的安全煤岩柱。适应于水量大、补给充足、水体距开采煤层较远的条件。（2）、疏水采煤 其特点是利用排水系统，开掘疏水巷道或钻孔，疏降上部水体，再在水体下方采煤。（3）、顶疏结合采煤 在受多种水体或多层含水层水体威胁的条件下