覆巖破壞規(guī)律及近水體煤層開采技術(shù)

煤礦覆巖破壞規(guī)律及近水體煤層開采技術(shù)

煤炭科學(xué)研究總院

文學(xué)寬

整理ppt整理ppt一、覆巖破壞規(guī)律研究的目的采掘工作面支護(hù)參數(shù)及井巷煤柱的合理留設(shè)；水體下煤層開采可行性評(píng)價(jià)及開采上限合理確定；煤層群上行開采的可能性和平安性評(píng)價(jià)；高瓦斯、易自燃近距離煤層開采防滅火措施制定；“雙突〞礦井瓦斯預(yù)抽范圍及解放層的選??；采礦權(quán)重疊礦井平安評(píng)價(jià)。整理ppt二、覆巖破壞的研究簡(jiǎn)史覆巖破壞的研究只有近百年的歷史。前蘇聯(lián)、德國(guó)、比利時(shí)、中國(guó)等國(guó)學(xué)者均進(jìn)行了研究。近年來，由于研究方法、計(jì)算機(jī)的廣泛和實(shí)測(cè)手段的應(yīng)用，使覆巖破壞的研究進(jìn)入了一個(gè)新的開展階段，但由于覆巖的復(fù)雜性、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)條件的限制，至今未形成系統(tǒng)的理論。目前應(yīng)用比較廣泛的理論或假說：拱形垮落理論：懸梁〔或懸板〕垮落理論：垮落巖塊碎脹充填理論：垮落巖塊鉸接理論：整理ppt三、覆巖破壞與采動(dòng)影響采動(dòng)影響引起覆巖移動(dòng)變形和破壞采動(dòng)影響是指回采引起的圍巖活動(dòng)現(xiàn)象及造成的種種損害，包括：采動(dòng)后巖層〔巖體〕和地表的應(yīng)力變化；采動(dòng)后巖層〔巖體〕和地表整體性移動(dòng)；采動(dòng)后巖層〔巖體〕和地表垮落開裂性破壞。整理ppt采場(chǎng)采動(dòng)影響的分布特征在采用長(zhǎng)壁全部垮落采煤法的情況下，采空區(qū)頂、底板巖層及所采煤層本身中的采動(dòng)影響，按其性質(zhì)及程度可分為三個(gè)區(qū)帶，即：應(yīng)力微變化區(qū)；微小變形與移動(dòng)區(qū)；開裂垮落性破壞區(qū)。以上這三個(gè)區(qū)帶的范圍大小主要受采厚、傾角、巖性、地層結(jié)構(gòu)等影響。下面以中等硬度巖〔煤〕層為例，說明采場(chǎng)采動(dòng)影響的分布特征：整理ppt采動(dòng)影響部位采動(dòng)影向性質(zhì)不同煤層傾角采動(dòng)影響范圍（米）采動(dòng)影響后果≤35°36~54°≥55°工作面前(后)方所采煤層本身應(yīng)力微變化區(qū)微小變形與移動(dòng)區(qū)開裂垮落性破壞區(qū)80~15030~350~380~15030~35————————巷道維護(hù)容易,透氣性微增,隔水性不變巷道維護(hù)困難,隔水性微受影響，透氣性增加巷道不能維護(hù)、隔水（氣）性完全破壞采空區(qū)上（下）側(cè)所采煤層本身應(yīng)力微變化區(qū)微小變形與移動(dòng)區(qū)開裂垮落性破壞區(qū)（下側(cè)）80~100*(下側(cè)）15~25**(下側(cè)）2~3（上側(cè)）40~60（上側(cè)）10~30（上側(cè)）2~5（上側(cè)）30~50（上側(cè)）10~30（上側(cè)）5~20巷道維護(hù)容易,透氣性微增,隔水性不變巷道維護(hù)困難,隔水性微受影響，透氣性增加巷道不能維護(hù)、隔水（氣）性完全破壞采空區(qū)頂板巖層整體移動(dòng)帶開裂性破壞帶垮落性破壞帶30~40m以上9~30m0~6m30~40m以上9~30m0~6m——3~21m（煤層）3~7m（煤層）△巷道有可能維護(hù)、透氣性增加，隔水性微受影響△巷道難以維護(hù)，隔水（氣）性完全破壞△巷道不能維護(hù)，隔氣性完全破壞，無隔水、泥、砂能力采空區(qū)底板巖層鼓脹開裂帶微小變形與移動(dòng)帶應(yīng)力微變化帶8~15***20~25****60~80————————————△△巷道難以維護(hù)，隔水（氣）性受破壞△△巷道可以維護(hù)、隔水（氣）性受破壞巷道維護(hù)容易，透氣性微增，隔水性不受影響采場(chǎng)采動(dòng)影響的分布特征注：m——采厚整理ppt覆巖切冒型破壞破壞形態(tài)：既不象有規(guī)律的“三帶〞型破壞，又不象非均衡破壞那樣逐漸向上抽冒，而是突然一次性的由煤層頂板直達(dá)地表。垮落下來的巖塊與未垮落巖體之間的裂隙形如刀切。破壞特點(diǎn)：垮落巖體呈反漏斗形狀；單次垮落的面積大；垮落范圍小于開采范圍；地表下沉均勻，周邊裂隙寬度達(dá)0.5m，深不見底。產(chǎn)生條件：覆巖整體性強(qiáng)，堅(jiān)硬難冒，如大同礦區(qū)單向抗壓強(qiáng)度80-200MPa。開采煤層厚度大，開采深度小，如大同煤厚5-6m，采深100m以內(nèi)。整理ppt覆巖拱冒型破壞破壞形態(tài)：覆巖在局部地方或大面積發(fā)生垮落，但開展到一定高度后形成懸頂、垮落的范圍呈拱形。破壞特點(diǎn)：近煤層的頂板巖層受到破壞、遠(yuǎn)離煤層的頂板巖層不受到破壞；采空區(qū)周圍垮落高度小，中央垮落高度大，類似拱形；垮落有時(shí)瞬時(shí)發(fā)生，有時(shí)是逐次發(fā)生；產(chǎn)生條件：開采范圍小或巷道掘進(jìn)時(shí)；長(zhǎng)壁開采初次放頂時(shí)；垮落條帶法開采；急傾斜煤層回采區(qū)段的傾斜及走向長(zhǎng)度較小。整理ppt覆巖“三帶〞型破壞：采用全部垮落法處理采空區(qū)的長(zhǎng)壁工作面煤層采出后，從煤層直接頂板開始，由下向上依次垮落、開裂、離層、彎曲經(jīng)過假設(shè)干時(shí)間終止移動(dòng)。從特殊開采需要出發(fā)、對(duì)移動(dòng)期間和移動(dòng)穩(wěn)定后的上覆巖層，按其破壞程度的不同，大致可分為垮落帶、裂隙帶、彎曲帶。整理ppt覆巖垮落帶破壞長(zhǎng)壁工作面回柱放頂或移架后，與煤層毗鄰的直接頂失去支撐力，垮落、破碎形成巖塊堆，其特點(diǎn)：不規(guī)那么性。垮落帶下部為不規(guī)那么垮落?？迓鋷?nèi)巖塊不能傳遞水平力，控頂范圍內(nèi)垮落帶的巖層重量由支柱或支架支撐。膨脹性。巖石的碎脹性使垮落帶巖石的體積增大，使垮落帶與未垮落頂板巖層下方的自由空間逐漸變小，使垮落不再繼續(xù)。高度控制因數(shù)?？迓鋷c煤層采厚、上覆巖層巖性、碎脹系數(shù)、煤層傾角和直接頂厚度。整理ppt覆巖裂隙帶破壞垮落帶之上的和整體移動(dòng)帶之間的巖層產(chǎn)生斷裂或裂縫。其特點(diǎn)：巖層破壞有規(guī)那么：無論是垂直巖層面或平行巖層面的裂縫均使巖層保持原有的層狀；破壞程度分帶明顯：裂隙帶在垂直剖面上分為：嚴(yán)重?cái)嗔?、一般開裂和微小開裂。破壞高度與開采空間與時(shí)間關(guān)系：破壞高度隨開采空間擴(kuò)大而向上開展，到達(dá)最大高度之后，不再開展，并隨時(shí)間推移，巖層趨于穩(wěn)定。上部裂隙逐漸閉合，其高度隨之降低；重復(fù)采動(dòng)減弱破壞程度：厚煤層第一分層以后的分層開采時(shí)，裂隙帶高度上升的幅度和初次采動(dòng)減小。整理ppt覆巖彎曲帶破壞裂隙帶上界至地表的巖層稱為彎曲帶，曾稱彎曲下沉帶或整體移動(dòng)帶。其特點(diǎn)：垂直彎曲、水平受壓、隔水性增強(qiáng)。巖層在自上而下沿層面法向彎曲，在水平處于雙向受壓，當(dāng)巖性較軟時(shí)，隔水性能增強(qiáng)。巖層完整不存在破壞。巖層移動(dòng)連續(xù)有規(guī)律，保持整體性和層狀結(jié)構(gòu)，不存在或極少存在離層裂隙。上方地表形成下沉盆地。盆地邊緣往往要出現(xiàn)長(zhǎng)裂隙，其深度3-5m，一般小于10m。裂隙寬度向下漸窄，至一定深度后閉合消失。整理ppt覆巖“三帶〞型破壞的最終形態(tài)覆巖“三帶〞型破壞形態(tài)不僅決定覆巖的破壞范圍，而且決定破壞的最大高度。以前認(rèn)為采場(chǎng)與掘進(jìn)巷道的覆巖破壞形態(tài)類似，均為中間高、四周低的拱形形態(tài)。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)：長(zhǎng)壁全陷開采緩傾斜煤層，當(dāng)工作面初次放頂后，不再出現(xiàn)垮落拱，其形態(tài)與煤層傾角有關(guān)。按傾角劃分為3種形態(tài)：近水平、緩傾斜煤層：0-35°；中傾斜煤層：36-54°；急傾斜煤層：55-90°。整理ppt近水平、緩傾斜煤層覆巖破壞最終形態(tài)〔0°≤α≤35°〕裂隙帶兩端邊界一般會(huì)超出開采邊界，呈馬鞍形。其特點(diǎn)：采空區(qū)四周邊界略高。中間較低，兩端較高，最高位于采空區(qū)斜上方。采空區(qū)中央破壞高度一致。采空區(qū)面積相當(dāng)大，且采厚大體相等時(shí)，中央破壞高度根本一致。馬鞍形產(chǎn)生原因：煤層傾角小。開采邊界區(qū)和采區(qū)中央?yún)^(qū)的變形值不同。工作端部和中部下沉量和下沉速度不一樣。整理ppt垮落角、裂隙角大于移動(dòng)角。整理ppt整理ppt中傾斜煤層覆巖破壞范圍最終形態(tài)〔36°≤α≤54°〕產(chǎn)生原因：當(dāng)煤層傾角為36-54°時(shí)，采后垮落巖塊落到采空區(qū)底板后，向采空區(qū)下部滾動(dòng)，使采空區(qū)下部被垮落巖塊填滿，從而不再繼續(xù)垮落。而采空區(qū)上部，由于垮落巖塊的流失，等于增加了開采空間，故破壞高度大?？迓鋷?、裂隙帶破壞范圍在傾斜方向上呈上大下小的拋物線拱形形態(tài)。但在走向方向上仍為馬鞍形形態(tài)。整理ppt急傾斜煤層覆巖破壞范圍最終形態(tài)〔55°≤α≤90°〕

垮落帶呈耳形或上大下小的不對(duì)稱拱形，裂隙帶形狀與垮落帶類似。其特點(diǎn)：破壞性影響更加偏向于采空區(qū)上邊界；破壞范圍有頂板、底板及所采煤層本身；隨煤層傾角的加大，垮落帶、裂隙帶范圍逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄E圓拱形形態(tài)。產(chǎn)生原因：開采傾角較大的急傾斜煤層時(shí)，由于垮落帶巖塊滾動(dòng)下滑加劇，迅速充填采空區(qū)下部空間，限制了下部的垮落帶和裂隙帶向上開展。采空區(qū)上部、邊界煤柱片幫、破碎、抽冒，使垮落帶和裂隙帶急劇向上開展。整理ppt整理ppt覆巖破壞范圍最大高度一、影響覆巖范圍最大高度的主要因素巖性軟硬程度：覆巖直接頂和根本頂都比較堅(jiān)硬的條件下，下沉量小，使垮落過程充分開展，“兩帶〞高度大。而軟弱巖層頂板松軟破碎，隨采隨落，采空區(qū)易充滿，覆巖下沉量大，“兩帶〞變化小。為了便于進(jìn)行覆巖破壞最大高度的計(jì)算，按覆巖單向抗壓強(qiáng)度劃分為四類。覆巖巖性單向抗壓強(qiáng)度(MPa)主要巖石名稱堅(jiān)硬巖石：中硬巖石：軟弱巖石：極軟巖石：40~80

20~4010~20

<10石英砂巖、石灰?guī)r、砂質(zhì)頁巖、礫巖砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、砂石頁巖、頁巖泥巖、泥質(zhì)砂巖鋁土巖、風(fēng)化泥巖、粘土、砂質(zhì)粘土整理ppt采高及厚煤層分層次數(shù)一次采全高或厚煤層分層初次開采時(shí)“兩帶〞高度與采高呈近似直線關(guān)系，水平至傾斜厚煤層分層開采或近距離煤層群重復(fù)開采條件下“兩帶〞高度隨分層次數(shù)的增加呈分式函數(shù)的關(guān)系增長(zhǎng)，其增加的幅度越來越小。整理ppt采空區(qū)面積采空區(qū)尺寸的擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致兩帶高度的增加，但在工作面放頂線前方垮落巖石堆已經(jīng)接頂?shù)牡胤?，垮落帶最大高度就到達(dá)了最大值〔頂板極堅(jiān)硬的除外〕〔共距離為：中硬巖石自煤壁到巖石堆接頂處5~15米〕；導(dǎo)水裂縫帶高度那么在經(jīng)過回采工作面第一次放頂和老頂周期來壓以及地表出現(xiàn)最大下沉速度時(shí)出現(xiàn)。以后再擴(kuò)大采空面積那么不再增加了。此時(shí)采空區(qū)走向長(zhǎng)度：中硬20~60米。分層號(hào)地表最大下沉速度（mm/d）地表出現(xiàn)最大下沉速度時(shí)，地表下沉值占最終下沉值的比例（%）地表最大下沉速度點(diǎn)離工作面的水平距離（m）導(dǎo)水裂縫帶發(fā)展到最大高度的時(shí)間（d）第一分層第二分層第三分層20545515.050.057.430~3510~1510~1515~305~105~10整理ppt采煤方法和頂板管理方法采煤方法和頂板管理方法是控制覆巖破壞性影響最大高度的重要因素。特別是頂板管理方法，它決定著覆巖破壞性影響的根本特征和最大高度。常見有全部陷落法、全部充填、條帶法。不同的頂板管理方法形成不同的覆巖破壞高度。全部陷落法是采用最普遍的，使覆巖破壞最嚴(yán)重的一種頂板管理方法。采用全陷法管理頂板，除了采厚極小〔0.5~0.7m以下〕時(shí)，頂板會(huì)緩慢下沉和頂板極為堅(jiān)硬時(shí)不發(fā)生破壞以外，一般都發(fā)生垮落性和開裂性破壞，并且有“三帶〞的性質(zhì)。整理ppt時(shí)間過程時(shí)間過程在兩個(gè)方面起作用：①導(dǎo)水裂縫帶開展到最大高度以前：導(dǎo)水裂縫帶的高度隨著時(shí)間而增長(zhǎng)。中硬覆巖在回柱放頂后1~2個(gè)月時(shí)間內(nèi)到達(dá)最大值。堅(jiān)硬覆巖，比中硬要長(zhǎng)一些，軟弱覆巖，比中硬要短一些。②導(dǎo)水裂縫帶開展到最大高度〔或最大值〕以后導(dǎo)水裂縫帶的開展過程出現(xiàn)穩(wěn)定和導(dǎo)水裂縫帶高度有所降低，堅(jiān)硬覆巖：隨時(shí)間，導(dǎo)水裂縫帶最大高度根本沒有變化。〔最多96~240個(gè)月〕均未發(fā)生變化〔指導(dǎo)水裂縫帶高度〕軟弱覆巖：隨時(shí)間的增加，導(dǎo)水裂縫帶最大高度有所下降，導(dǎo)水裂縫帶的穩(wěn)定時(shí)間，最少0.37個(gè)月，一般6~9個(gè)月，最多12~17個(gè)月。下降速度為：0.4m/月。整理ppt近水平、緩傾斜煤層覆巖破壞最大高度計(jì)算為實(shí)際應(yīng)用方便及統(tǒng)一起見，均以開采上限〔或回風(fēng)巷頂〕至兩帶形態(tài)曲線的最高點(diǎn)作為兩帶的高度。1.水平，緩傾斜及中傾斜煤層垮落導(dǎo)水裂縫帶最大高度的計(jì)算〔1〕垮落帶高度；根據(jù)巖石的強(qiáng)度，其垮落帶計(jì)算公式如下：堅(jiān)硬中硬軟弱極軟整理ppt巖性計(jì)算公式之一（m）計(jì)算公式之二（m）堅(jiān)硬中硬軟弱極軟弱導(dǎo)水裂縫帶高度式中：—煤層累計(jì)采厚，m；單層采厚不超過3m，累計(jì)采厚不超過15m。整理ppt近距離煤層導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算△上、下兩層煤的最小垂距大于下層煤的垮落帶高度。分別進(jìn)行計(jì)算，取其中標(biāo)高最高者作為兩層煤的導(dǎo)水裂縫帶最大高度。△上、下兩層煤的最小垂距小于下層煤的垮落帶高度。上層煤采用本層煤的開采厚度計(jì)算，下層煤那么應(yīng)用上、下層煤的綜合開采厚度計(jì)算。取其中標(biāo)高最高者為兩層煤的導(dǎo)水裂縫帶最大高度。三個(gè)局部的透水性能不同，但都不能透砂、透泥。

整理ppt

上、下煤層綜合開采厚度式中：M1——上煤層開采厚度；M2——下煤層開采厚度；h1—2——上、下層煤距離；y2——下煤層冒高與采厚之比。如果上、下層煤之間的距離很小時(shí)，那么綜合開采厚度為累計(jì)厚度：

整理ppt厚煤層綜放開采導(dǎo)水裂縫帶高度：我國(guó)上世紀(jì)八十年代從法國(guó)引進(jìn)的厚煤層綜采放頂煤一次采全厚的技術(shù)在國(guó)內(nèi)已得到廣泛推廣應(yīng)用。據(jù)測(cè)定厚煤層綜放開采覆巖破壞的高度與“三下〞采煤規(guī)程中通過厚煤層分層開采，且單煤層采厚不超過3m的計(jì)算公式得出的結(jié)果相比較，前者要大〔見下表〕。根據(jù)國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的觀測(cè)資料得出：厚煤層綜放開采條件下的導(dǎo)水裂縫帶最大高度與采厚雖然也近似分式函數(shù)關(guān)系，但其關(guān)系曲線上升速度高于分層開采。說明隨著采厚的增加，綜放開采導(dǎo)水裂縫帶最大高度增加更快。礦井工作面裂采比興隆莊興隆莊興隆莊楊村礦振興礦下溝礦53065306431430115#層外段ZF280211.111.39.09.711.2512.71導(dǎo)水裂縫帶高度與開采方法關(guān)系曲線1-薄煤層或中厚及厚煤層頂分層開采；2-中厚及厚煤層分層開采；3-中厚及厚煤層綜放開采整理ppt綜放開采覆巖破壞高度實(shí)測(cè)值與規(guī)程規(guī)定公式計(jì)算值比較礦名采厚綜放開采實(shí)測(cè)規(guī)程規(guī)定公式計(jì)算注垮高裂高垮高裂高高度垮采比高度裂采比高度垮采比高度裂采比楊村礦6.4345.31629.69132.050.67.9工作面長(zhǎng)120m6.4314.84528.13132.050.67.9走向長(zhǎng)700m620342712.72.1498.2巖性：中硬5.6203.57427.512.42.247.38.5

興隆莊礦6.976.711.113.413.5

1.91.9

52.57.6工作面長(zhǎng)160m7547.752.97.6走向長(zhǎng)>1000m

巖性：中硬下溝礦8.5

114～12813.41～15.0514.41.758.36.9巖性：中硬鮑店礦8.5

97～10711.41～12.5814.41.758.36.9巖性：中硬濟(jì)三礦6.318.6～21.7

66.610.376.36.36.3

88850.28工作面長(zhǎng)170m6.368.610.8550.28走向長(zhǎng)1614.8m6.366.510.5250.28巖性：中硬

層間距：平均34.84m整理ppt綜放開采兩帶高度計(jì)算山東興隆莊煤礦通過綜放開采導(dǎo)水裂隙帶高度的實(shí)測(cè)擬合出，綜放開采“兩帶〞破壞高度?？迓鋷Ц叨鹊挠?jì)算式為：100ΣMHk＝---------------+3.155.45ΣM＋5.82導(dǎo)水裂縫帶的計(jì)算式為：100ΣMHk＝---------------+3.150.84ΣM＋4.57整理ppt急傾斜煤層覆巖破壞最大高度計(jì)算

整理ppt

謝謝!整理ppt

水體下采煤技術(shù)

與典型案例分析

煤炭科學(xué)研究總院

文學(xué)寬

整理ppt一、我國(guó)水體下壓煤概況我國(guó)幅員遼闊，煤層賦存范圍寬廣，但水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，受水威脅的煤田和水體下壓煤儲(chǔ)量十分巨大。僅我國(guó)重點(diǎn)國(guó)有煤礦受水威脅的煤炭?jī)?chǔ)量大約250億噸，其中受地表水體〔江、河、湖、海等〕、松散含水層、基巖含水層等水體威脅的煤炭?jī)?chǔ)量近百億噸。僅就受河流影響來看，就有200多個(gè)礦井受百余條大小河流威脅，大、小湖泊、水庫等對(duì)近100個(gè)礦井平安開采構(gòu)成了威脅，因此，我國(guó)所有產(chǎn)煤大省、市均面臨著水體下壓煤?jiǎn)栴}，給我國(guó)煤炭生產(chǎn)的迅速開展造成了巨大影響。整理ppt二、水體下采煤的特點(diǎn)地下開采引起的巖層與地表移動(dòng)，能使開采層圍巖中的含水層水、溶洞水以及位于開采影響范圍內(nèi)的地表水和泥沙潰入井下，威脅礦山的平安生產(chǎn)。因此，在水體下開采時(shí)必須采取措施，防止因礦井涌水量突然增大而嚴(yán)重地惡化井下工作環(huán)境，保證開采過程中不發(fā)生災(zāi)害性透水、潰砂事故。整理ppt進(jìn)行水體下開采時(shí)，主要考慮開采引起的覆巖中的裂縫是否互相連通以及互相連通的裂縫是否涉及到水體。因此，研究覆巖移動(dòng)破壞規(guī)律，特別是能夠?qū)牧芽p帶的高度及其分布形態(tài)至關(guān)重要。相對(duì)而言，此時(shí)對(duì)地表變形的研究退居到次要位置。因?yàn)樵谠S多情況下，盡管地表產(chǎn)生較大的移動(dòng)和變形甚至出現(xiàn)裂縫，但是只要這些裂縫在某個(gè)深度上自行閉合而不構(gòu)成涌水的通道，就不會(huì)發(fā)生透水事故。整理ppt水體下開采時(shí)的保護(hù)對(duì)象和保護(hù)范圍也具有某種特殊性。本來水體下開采時(shí)的保護(hù)對(duì)象主要是礦井本身〔在需要時(shí)才考慮水體及其附屬設(shè)施的保護(hù)〕，但是為了到達(dá)保護(hù)礦井的目的，卻不得不保護(hù)本身并不一定有保護(hù)價(jià)值的水體和水體下方的巖層塊段。此外，覆巖破壞一旦涉及到水體，哪怕只觸及到水體的邊緣也會(huì)導(dǎo)致水體中的水全部流人井下。因此從這個(gè)意義上講，水體須作為一個(gè)整體加以保護(hù)。整理ppt根據(jù)水體下開采問題的特點(diǎn)，在進(jìn)行水體下開采時(shí)應(yīng)始終把著眼點(diǎn)放在如何想方設(shè)法使水體和開采區(qū)域之間不形成透水的通道，或者水體與開采區(qū)域之間雖已構(gòu)成水力聯(lián)系但能為礦井排水能力所接受。整理ppt1、我國(guó)水體下開采概況

我國(guó)從上世紀(jì)50年代開始，進(jìn)行了水體下頂水開采的試驗(yàn)研究。半個(gè)多世紀(jì)以來，通過科研院所和生產(chǎn)礦井的多方面的試驗(yàn)研究和大量的生產(chǎn)實(shí)踐，取得了在江、河、湖等地表水體下及地下各類含水層水體下頂水開采的成功。如江西省豐城礦務(wù)局坪湖煤礦在巨厚巖溶水體下采煤、四川省廣旺礦務(wù)局寶輪院煤礦在龍泉水庫下采煤、上海大屯煤電公司徐莊煤礦在微山湖下采煤、安徽省淮南礦務(wù)局李咀孜、孔集煤礦在淮河下采煤、龍口北皂煤礦海下采煤等。三、我國(guó)水體下開采現(xiàn)狀整理ppt2、我國(guó)水體下采煤研究成果我國(guó)是世界上進(jìn)行水體下采煤和開采的較早國(guó)家之一，從1958年開始，我國(guó)劉天泉院士〔已故〕就根據(jù)當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)，澳大利亞、波蘭等國(guó)的水體下采煤的研究，試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)在中國(guó)開展了水體下采煤的試驗(yàn)研究。在我國(guó)的湖下、河下、水庫下，含水層下進(jìn)行了大量的開采實(shí)踐。通過水體下采煤的試驗(yàn)研究和科學(xué)實(shí)踐取得了一系列水體下采煤理論研究和開采成果。整理ppt制定水體下采煤的法規(guī)1984年由原煤炭工業(yè)部公布了?建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程?，從而使得水體下壓煤的平安開采有了可遵循的技術(shù)法規(guī)。建立并開展了覆巖破壞的理論煤層開采后覆巖破壞由垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶和整體移動(dòng)帶組成的“三帶〞理論。擬合出用分?jǐn)?shù)函數(shù)預(yù)計(jì)“兩帶〞高度的經(jīng)驗(yàn)公式針對(duì)不同的巖性，擬合出了兩套相對(duì)應(yīng)的垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶，即所謂“兩帶〞的計(jì)算公式。用于指導(dǎo)水體下采煤的設(shè)計(jì)與實(shí)踐。整理ppt3、我國(guó)水體下采煤的有關(guān)法規(guī)1984年由原煤炭工業(yè)部公布了?建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程?，該規(guī)程中涉及水體下采煤的法規(guī)如下：第51條近水體采煤時(shí)，必須嚴(yán)格控制對(duì)水體的采動(dòng)影響程度。按水體的類型、流態(tài)、規(guī)模、賦存條件及允許采動(dòng)影響程度，將受開采影響的水體分為不同的采動(dòng)等級(jí)。對(duì)不同采動(dòng)等級(jí)的水體，必須采用留設(shè)相應(yīng)的平安煤巖柱的措施。整理ppt礦區(qū)的水體采動(dòng)等級(jí)允許采動(dòng)程度水體采動(dòng)等級(jí)水體類型允許采動(dòng)程度要求留設(shè)的安全煤巖柱類型Ⅰ1．直接位于基巖上方或底界面下無穩(wěn)定的粘性土隔水層的各類地表水體2．直接位于基巖上方或底界面下無穩(wěn)定的粘性土隔水層的松散孔隙強(qiáng)、中含水層水體3．底界面下無穩(wěn)定的泥質(zhì)巖類隔水層的基巖強(qiáng)、中含水層水體4．急傾斜煤層上方的各類地表水體和松散含水層水體5．要求作為重要水源和旅游地保護(hù)的水體不允許導(dǎo)水裂隙帶波及到水體頂板防水安全煤巖柱整理ppt水體采動(dòng)等級(jí)水體類型允許采動(dòng)程度要求留設(shè)的安全煤巖柱類型Ⅱ1．底界面下為具有多層結(jié)構(gòu)、厚度大、弱含水的松散層或松散層中、上部為強(qiáng)含水層，下部為弱含水層的地表中、小型水體2．底界面下為穩(wěn)定的厚粘性土隔水層或松散弱含水層的松散層中、上部孔隙強(qiáng)、中含水層水體3．有疏降條件的松散層和基巖弱含水層水體允許導(dǎo)水裂縫帶波及松散孔隙弱含水層水體，但不允許垮落帶波及該水體頂板防砂安全煤巖柱Ⅲ1．底界面下為穩(wěn)定的厚粘性土隔水層的松散層中、上部孔隙弱含水層水體2．已或接近疏干的松散層或基巖水體允許導(dǎo)水裂縫帶進(jìn)入松散孔隙弱含水層，同時(shí)允許垮落帶波及該弱含水層頂板防塌安全煤巖柱整理ppt第51條符合以下條件之一者，水體的壓煤允許開采：1)水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間的最小距離，符合50條表中各水體采動(dòng)等級(jí)要求留設(shè)的相應(yīng)類型平安煤(巖)柱尺寸。2)水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間的最小距離，略小于第50條表中各水體采動(dòng)等級(jí)要求留設(shè)的相應(yīng)類型平安煤(巖)柱尺寸，本礦井又有類似條件的近水體采煤成功經(jīng)驗(yàn)和可靠數(shù)據(jù)的。3)在技術(shù)可能、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)改道(河流)和放空(水庫、采空積水區(qū)等)的水體或能夠?qū)嵱^完全疏干，以及堵截住水源補(bǔ)給通道的松散孔隙含水層水體或基巖孔隙—裂隙、巖溶—裂隙含水層水體。

整理ppt4)地質(zhì)、開采技術(shù)條件較好，并在有條件采用開采技術(shù)措隨及其他措施后，水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間的最小距離能滿足第50條表中各水體采動(dòng)等級(jí)要求留設(shè)的相應(yīng)類型平安煤(巖)柱尺寸。5)地質(zhì)條件允許時(shí)，可以在枯水季節(jié)進(jìn)行開采的季節(jié)件水體。第52條符合以下條件之一者，水體的壓煤允許進(jìn)行試采：1)水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間的最小距離，不符合第50條表中各水體采動(dòng)等級(jí)要求留設(shè)的相應(yīng)類型平安煤(巖)柱尺寸，但水體與煤層之間有良好隔水層，或者通過對(duì)巖性、地層組合結(jié)構(gòu)及頂板垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶高度或底板采動(dòng)導(dǎo)水破壞帶深度、承壓水導(dǎo)升帶厚度分析，確認(rèn)無潰水、潰沙或突水可能的。

整理ppt2)水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間的最小距離，雖略小于第50條表中各水體采動(dòng)等級(jí)要求的相應(yīng)類型平安煤巖柱尺寸，但本礦區(qū)無此類近水體采煤經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的。3)水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間無足夠厚度的良好隔水層，但采用充填法或條帶法等開采方法可使頂板導(dǎo)水裂縫帶高度或底板采動(dòng)導(dǎo)水破壞帶深度不到達(dá)水體的。4)水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間的最小距離，雖符合第50條表中要求留設(shè)的相應(yīng)類型平安煤巖柱尺寸，但煤層為傾角大于55°的急傾斜中厚煤層和厚煤層。5)水體與設(shè)計(jì)開采界限(煤層)之間的最小距離，雖符合第50條表中要求留設(shè)的相應(yīng)類型平安煤巖柱尺寸，但水體壓煤地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造比較發(fā)育。整理ppt四.影響水體下平安開采的因素水體類型及與開采煤層的相對(duì)位置地表水體：如江河湖海、水庫坑塘；地下的孔隙水體、基巖裂隙水體、灰?guī)r巖溶水體防水煤巖柱含、隔水性及結(jié)構(gòu)含、隔水層的劃分：土層中粘土〔粒徑小于0.005mm〕大于30%，防水性良好；巖層中泥巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖防水性好；巖層中軟巖隔水性好，泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖隔水性。軟硬巖層交互沉積，且軟巖距煤層較近的結(jié)構(gòu)較好。覆巖導(dǎo)水裂縫帶高度及涉及范圍對(duì)于地表水體，松散層底部和基巖中的強(qiáng)、中含水層水體或要求保護(hù)的水源。不允許導(dǎo)水裂縫帶涉及；對(duì)于松散層底部的弱含水層水體，允許涉及。對(duì)于厚松散層底部為極弱含水層或可以疏干的含水層，允許涉及，同時(shí)允許垮落帶涉及。整理ppt五.水體下采煤的方式頂水開采對(duì)水體根本不處理，在水體與煤層之間保存一定厚度或垂高的平安煤巖柱疏水開采利用礦井排水系統(tǒng)，開掘?qū)ｉT疏水巷道，通過巷道或鉆孔疏通上部水體后開采?？梢韵仁韬蟛苫蜻叢蛇吺桧斒杞Y(jié)合開采采多層水體或多層含水體威脅，對(duì)于遠(yuǎn)離煤層水體頂水開采，較近煤層采用疏水開采堵截水源與處理水體后開采整理ppt六.水體下采煤平安煤巖柱留設(shè)平安煤巖柱是從開采上限至上覆水體底界面之間的煤層、巖層和松散層的總稱。留設(shè)原那么：保證水體下平安開采，盡可能地減少留煤柱所造成的資源損失。整理ppt1、應(yīng)留設(shè)平安煤巖柱的水體類型“三下〞采煤規(guī)程第三章第43條對(duì)水體下平安煤巖柱的留設(shè)規(guī)定的同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)了水體下只要按照規(guī)程規(guī)定留設(shè)了平安煤巖柱，就允許水體下壓煤進(jìn)行開采或試采。礦井、水平、采區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)確定平安煤巖柱的水體主要有：整理ppt水體與設(shè)計(jì)開采界限〔煤層〕之間的最小距離，既不符合第50條表4中各采動(dòng)等級(jí)水體要求的相應(yīng)平安煤巖柱尺寸，有不能采用可靠的開采技術(shù)措施以保證平安正常生產(chǎn)的；在目前技術(shù)條件下，只能采用該道〔河流〕、放空〔水庫〕、疏干〔含水層〕或堵截水源等方法處理，但在經(jīng)濟(jì)上又屬嚴(yán)重不合理的水體；位于預(yù)計(jì)頂板垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶內(nèi)，且無疏放水條件的沙礫、孔隙強(qiáng)含水層和砂巖、石灰?guī)r裂隙巖溶強(qiáng)含水層、巖溶地下暗河和有突水危險(xiǎn)的含水?dāng)鄬优c陷落柱等水體；整理ppt位于預(yù)計(jì)底板采動(dòng)導(dǎo)水破壞帶內(nèi)，或底板采動(dòng)導(dǎo)水破壞帶與承壓水導(dǎo)升帶聯(lián)通，且無疏放條件和可能產(chǎn)生底板突水災(zāi)害的水體；預(yù)計(jì)采后礦井用水量會(huì)急劇增加，超過礦井正常排水能力，且水量長(zhǎng)期穩(wěn)定不變，增加排水能力難以實(shí)現(xiàn)或排水費(fèi)用高昂的；煤層開采后，地表和巖層有可能產(chǎn)生抽冒、切冒型塌陷、地質(zhì)弱面活化和突然下沉而引起潰沙、潰水災(zāi)害的；對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活有重大影響的河流、湖泊、水庫及旅游景點(diǎn)的地面、地下水體。整理ppt2、平安煤巖柱的種類及留設(shè)方法平安煤巖柱種類:防水平安煤巖柱;防砂平安煤巖柱;防塌平安煤巖柱。平安煤巖柱留設(shè)方法如下：整理ppt防水平安煤巖柱留設(shè)方法留設(shè)目的：不允許導(dǎo)水裂隙帶涉及水體〔1〕地表有松散覆蓋層時(shí)HSh≥HLi+Hb式中HSh--------防水煤柱垂高，m；HLi--------導(dǎo)水裂隙帶最大高度，m；Hb--------保護(hù)層厚度，m。整理ppt〔2〕當(dāng)煤系地層上部無松散層覆巖，采深較小時(shí)，應(yīng)考慮地表裂隙〔diLi〕Hsh≥Hli+Hb+Hdili

整理ppt(3)松散層為強(qiáng)或中等含水層，與之接觸的基巖風(fēng)化帶也含水，那么應(yīng)考慮基巖風(fēng)化帶深度〔Hfe〕Hsh≥Hli+Hb+Hfe

整理ppt防砂平安煤柱留設(shè)方法

留設(shè)目的：允許導(dǎo)水裂隙帶涉及松散弱含水層或已疏降的松

散強(qiáng)含水層。其垂高〔HS〕

HS≥Hm+Hb

整理ppt防塌平安煤巖柱留設(shè)方法

設(shè)目的：允許導(dǎo)水裂隙帶涉及松散弱含水層或已疏干的松散強(qiáng)含水層，同時(shí)允許垮落帶接近松散層底部。其垂高〔Ht〕等于或接近于垮落帶的最大高度〔Hm〕即

Ht≈Hm

整理ppt防水平安煤巖柱保護(hù)層厚度整理ppt防砂平安煤巖柱保護(hù)層厚度

整理ppt急傾斜煤層防水及防砂煤巖保護(hù)層厚度

整理ppt七.水體下采煤井下平安技術(shù)措施擇優(yōu)開采先采遠(yuǎn)離水體，后采臨近水體煤層；先采隔水層厚的，后采隔水層薄的煤層；先采深部后采淺部煤層；先采地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，后采地質(zhì)條件復(fù)雜煤層。分層間歇開采厚煤層分層開采，使首分層開采后，軟化覆巖，“兩帶〞高度降低。分階段開采急傾斜煤層劃分為小階段沿走向開采，以減小開采空間，降低“兩帶〞高度。限厚開采距水體較近，而煤層厚度或其他原因不宜分層開采時(shí)。充填法、局部開采

整理ppt水體下開采典型案例分析

整理ppt1、我國(guó)水體下開采實(shí)踐整理ppt2、中國(guó)海下采煤龍口礦區(qū):中國(guó)海下采煤夢(mèng)開始的地方；龍口礦區(qū):中國(guó)海下采煤夢(mèng)想成真的地方。公元2005年6月18日，龍口礦業(yè)集團(tuán)正式對(duì)外宣布：北皂煤礦海下采煤工作面開始聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)，中國(guó)第一車烏金運(yùn)出地面。從這一天開始，我國(guó)無海下采煤的歷史宣告結(jié)束，成為繼英國(guó)、日本、加拿大、澳大利亞之后的第五個(gè)海下采煤國(guó)家。整理ppt整理ppt3、國(guó)外海下采煤概況世界上進(jìn)行過海下采煤的國(guó)家有：英國(guó)、澳大利亞、日本、加拿大和智利，采煤方法多為房柱式開采，也有長(zhǎng)壁綜采。國(guó)外海下采煤有著悠久的歷史，英國(guó)早在1560年就已開始開采海底煤田，日本于1863年在長(zhǎng)崎縣高島礦建了一座深45m的豎井開采海底煤田，加拿大海下采煤始于1874年。整理ppt國(guó)外海下采煤產(chǎn)量最多的是英國(guó)和日本，英國(guó)曾到達(dá)1300萬t/a，日本曾到達(dá)1235萬t/a。一般多在海灘及淺海下開采，離岸距離：英國(guó)約為5~8Km，日本約為12Km以上。英國(guó)海下采煤煤層厚度一般介于0.6~3m，海水深度為7m，沒有發(fā)生透水事故。當(dāng)采用長(zhǎng)壁或房柱式開采時(shí)，英國(guó)、日本規(guī)定第四系粘土層厚度小于5m時(shí)，采深應(yīng)大于105m，其采深采厚比約為60，英國(guó)還規(guī)定煤系地層厚度應(yīng)大于60m；在第四系粘土層厚度大于5m時(shí)，采深應(yīng)大于70m。加拿大規(guī)定深厚比大于100時(shí)，才允許用長(zhǎng)壁垮落法開采。整理ppt日本海下采煤的海水深度一般0~15m，局部達(dá)70~80m，采深一般在海下200~500m，井筒大多建在陸地，井底至工作面一般7~12Km。由于工作面遠(yuǎn)離井筒，造成運(yùn)輸和通風(fēng)等條件惡化，因此，從50年代開始，日本就在海域水深10m左右處填筑人工島開鑿豎井解決通風(fēng)問題，人工島最大直徑達(dá)205m，并逐漸向海域深部開展。日本海下采煤積累了許多經(jīng)驗(yàn)，并制定了許多海下采煤的法律法規(guī)。由于資源枯竭，大局部礦井已停止海下開采，目前進(jìn)行海下采煤的有原隸屬于太平洋興發(fā)株式會(huì)社的釧路煤礦等。整理ppt國(guó)外海下長(zhǎng)壁法采煤的相關(guān)平安技術(shù)規(guī)定海域下采煤的一條重要經(jīng)驗(yàn)就是必須制定特殊的采掘方案和詳細(xì)的平安措施。國(guó)外海下采煤國(guó)家多數(shù)采用房柱法或?qū)挿炕刂?。而較少采用長(zhǎng)壁法進(jìn)行海下采煤，且對(duì)允許采用長(zhǎng)壁法的開采條件制定了較為嚴(yán)格的規(guī)定〔見表1-1〕。允許全采的最小覆蓋層厚度（m）允許最小深度下全采的最大采厚（m）國(guó)家1051.7英國(guó)大于采厚的60倍無限制澳大利亞100（無第四系地層）無限制日本150無限制智利213無限制加拿大表1-1國(guó)外海下長(zhǎng)壁法采煤的相關(guān)平安技術(shù)規(guī)定整理ppt國(guó)外海下房柱法采煤最小覆蓋層厚度的規(guī)定實(shí)際上國(guó)外海下采煤大量的采用房柱法或?qū)挿炕刂ǎ似鋫鹘y(tǒng)習(xí)慣和技術(shù)裝備外，采用局部開采法進(jìn)行海下采煤其平安性相對(duì)要高，且最小覆蓋層厚度相對(duì)較小，即其開采上限可以相對(duì)提高，到達(dá)提高礦井回采率的目的。國(guó)外對(duì)采用房柱法進(jìn)行海下采煤時(shí)的最小覆蓋層厚度的規(guī)定見表1-2。有資料說明，澳大利亞在水體下大范圍內(nèi)采用房柱法開采時(shí)，其最小覆蓋層厚度大于120呎〔36.58m〕。整理ppt表1-2國(guó)外海下房柱法采煤最小覆蓋層厚度的規(guī)定國(guó)家允許部分開采的最小覆蓋層厚度（m）規(guī)定形式備注英國(guó)60命令（國(guó)家煤炭局）僅用于部分開采澳大利亞46指南（州政府）僅用于部分開采日本93法規(guī)僅用于部分開采智利70命令（礦山指導(dǎo)處）僅用于部分開采加拿大（新斯科舍）55命令（皇家法案）僅用于部分開采整理ppt國(guó)外海下采煤基巖面變形的規(guī)定國(guó)外海下采煤在對(duì)允許開采煤層的覆蓋層厚度做出規(guī)定的同時(shí)，更進(jìn)一步地對(duì)基巖面變形量做出規(guī)定。實(shí)際上，當(dāng)允許開采煤層厚度一定的情況下，其覆蓋層厚度與其頂面變形量是相關(guān)的，這樣做的目的主要是為了防止超強(qiáng)度開采引起基巖面過度開裂，導(dǎo)致井下涌水量增大。見表1-3。整理ppt表1-3國(guó)外海下采煤基巖面變形量的規(guī)定國(guó)家允許最大拉伸變形值（mm/m）規(guī)定形式英國(guó)10命令（國(guó)家煤炭局）澳大利亞7.5指南（州政府）智利5.03命令（礦山指導(dǎo)處）加拿大（新斯科舍）7.71命令（皇家法案）整理ppt澳大利亞根據(jù)其地質(zhì)開采條件和海下采煤實(shí)踐，對(duì)采動(dòng)引起的基巖面變形開裂極為重視，并進(jìn)行了地表移動(dòng)規(guī)律觀測(cè)研究，總結(jié)出具有普遍意義的預(yù)計(jì)公式。新南威爾士煤田得出確實(shí)定海床最大拉伸變形值的普遍公式：式中，Emax為最大拉伸變形值，mm/m；K是由觀測(cè)結(jié)果求出的系數(shù)為0.75；Smax為大范圍全部回采的最大下沉值，由觀測(cè)結(jié)果求出為0.6M，M為煤層采厚；D為基巖厚度。整理ppt設(shè)基巖面的最大允許拉伸變形值為7.5mm/m，于是上述公式可寫成：也就是說，如果產(chǎn)生在基巖面的最大拉伸變形不超過7.5mm/m，當(dāng)全部回采時(shí)，采厚為1.0m，基巖厚度應(yīng)為60m。該經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)第四系厚度小、基巖巖性較硬、開采深度相對(duì)較淺的大型水體下采煤具有很高的參考意義。整理ppt國(guó)外海下開采平安保障措施英國(guó)海下采煤防水措施，主要是從采煤方法、開采順序、回采工作面布置、探查斷層構(gòu)造以及水質(zhì)分析等綜合措施，到達(dá)控制海下采煤的涌水量，而不采取為了堵水在井下設(shè)置防水閘門或防水墻的措施。實(shí)際上進(jìn)行海下采煤，首要的是嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)法律條文和國(guó)家煤炭局的有關(guān)規(guī)定，其次是在覆巖厚度小的地段按規(guī)定將長(zhǎng)壁開采改為短壁、房柱或條帶開采，一般不采用充填開采。整理ppt日本煤礦保安規(guī)程制定了一系列詳細(xì)的平安技術(shù)措施，最主要的是：①對(duì)預(yù)定采掘的區(qū)域及其周圍海域，必須進(jìn)行周密的探測(cè)，通過鉆孔探明海底至煤層之間的地質(zhì)情況，鉆孔必須用水泥封孔。②掘進(jìn)巷道時(shí)，如果地質(zhì)條件不明，應(yīng)打10m以上的超前鉆孔。必要時(shí)，還應(yīng)在巷道前進(jìn)方向的旁側(cè)方向打超前鉆孔，探測(cè)有無出水的可能性。掘進(jìn)工作面推進(jìn)到離超前鉆孔孔底5m時(shí)，應(yīng)重新鉆孔。巷道掘進(jìn)面要比采煤工作面超前50m以上。整理ppt龍口礦區(qū)含煤面積約350Km2，礦區(qū)目前已探明煤炭?jī)?chǔ)量為26.8億t，其中陸地為13.9億t，海域下為12.9億t〔僅北皂煤礦海域下，稱為海域擴(kuò)大區(qū)〕。北皂煤礦位于龍口礦區(qū)西北部，濱臨渤海，其海域擴(kuò)大區(qū)處于井田北部渤海海域內(nèi)，東至海域21勘探線，西和北至煤層露頭，南至渤海海岸線，面積約18.1Km24、龍口礦區(qū)海下采煤情況整理ppt整理ppt北皂井田處于不完整的龍口—黃縣斷陷盆地內(nèi)。礦區(qū)海域煤田是陸地煤田的延伸。煤系地層為新生代下第三系，主要由鈣質(zhì)泥巖、泥巖、含油泥巖、油頁巖、粘土巖、含礫砂巖及粗砂巖等軟弱巖層組成。北皂礦海域擴(kuò)大區(qū)海水深度0~12m，由海底至煤4底板油頁巖總厚度340~400m。含煤4層，可采和局部可采煤層共3層，其中煤2厚度一般為3.5~4.5m，為海域下首采區(qū)主要可采煤層。巖層走向NE，傾向SE，傾角1~10?。海域下采用三條暗斜井從礦井現(xiàn)有開采水平延深開拓方式，其中軌道暗斜井和皮帶暗斜井從-250m水平延深，回風(fēng)暗斜井從-175m水平延深，海域下開采水平設(shè)計(jì)在-350m水平。整理ppt龍口礦區(qū)開創(chuàng)了我國(guó)海域下采煤的先例北皂煤礦完成了一個(gè)面長(zhǎng)146.6m，推進(jìn)度535m的H2103綜放面的開采，平安采出煤炭43.2萬t。完成了一個(gè)面長(zhǎng)146.6m，推進(jìn)度1440m，有效可采儲(chǔ)量90萬噸的H2106綜放面的掘進(jìn)準(zhǔn)備工作。該面于2021年7月1日正式投產(chǎn)，截止到2021年12月31日已推進(jìn)631m，平安采出煤炭48.3萬t，預(yù)計(jì)該面采至2021年6月底結(jié)束。在開采期間進(jìn)行了海下工作面開采覆巖運(yùn)動(dòng)、支撐壓力和導(dǎo)水裂隙帶高度的實(shí)測(cè)，形成我國(guó)大型水體下綜采工作面平安開采的生產(chǎn)技術(shù)工藝，在課題研究期間平安采出煤炭資源91.5萬t，收到了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。整理ppt謝謝!整理ppt廣東大興煤礦特大水災(zāi)事故典型案例分析整理ppt2005年8月7日13時(shí)13分，廣東省梅州市大興煤炭發(fā)生特大透水事故，造成121人死亡，傷1人，直接經(jīng)濟(jì)損失4391.02萬元。一、煤礦演變過程1、礦井由來20世紀(jì)90年代，在原四望嶂礦務(wù)局范圍內(nèi)，約有300處小煤窯開采。由于亂采濫挖，使國(guó)有煤礦失去了平安生產(chǎn)的根本條件，加之企業(yè)虧損嚴(yán)重，經(jīng)梅州市同意，將原四望嶂礦務(wù)局開采范圍和有關(guān)資產(chǎn)有償轉(zhuǎn)讓給民營(yíng)企業(yè)繼續(xù)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)，并重新規(guī)劃為大徑里、梨樹坑、東興、大興、大窩里和上豐煤礦6對(duì)礦井，大興煤礦是其中的一個(gè)礦井。整理ppt2、建井情況大興煤礦是合伙煤礦企業(yè)，始建于1990年，原為一個(gè)主井和一個(gè)風(fēng)井，位于原四望嶂礦務(wù)局一礦井田范圍內(nèi)，2003年將永豐煤礦的一個(gè)井買來作為副井，形成現(xiàn)有的主井、副井和風(fēng)井。3、生產(chǎn)情況大興煤礦是一礦兩井生產(chǎn)，主井和副井生產(chǎn)管理相對(duì)獨(dú)立，主井和副井分別出煤，材料、設(shè)備、人員分別走主、副井，共用一個(gè)風(fēng)井回風(fēng)。大興煤礦煤炭生產(chǎn)許可證核定的年生產(chǎn)能力為3萬噸，2004年實(shí)際生產(chǎn)原煤9萬噸。整理ppt二、大興煤礦概況大興煤炭位于梅州市的興寧市黃槐鎮(zhèn)，在興寧市和平遠(yuǎn)縣交界處，南距興寧市44km，北距平遠(yuǎn)縣22km，東南距梅縣64km。1、礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)情況大興煤礦為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M含煤底層，走向東西，傾向南，傾角55o～75o。平均65o，屬極傾斜煤層，井田范圍東以F16斷層為界，西以F1斷層為界，上以-180m隔水煤柱為界，下至-500m水平。煤層本身水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。以上部水淹區(qū)估算積水體積為1500萬～2000萬立方米，對(duì)礦井開采形成極大威脅。整理ppt2、煤層情況大興煤礦井田主要有5個(gè)煤層，自下而上分別為七煤、六煤、五煤、四煤〔9號(hào)煤〕、三煤〔10號(hào)煤〕，其中七煤和四煤為全井田可采，三煤為局部可采，六煤和五煤不可采。七煤厚度0～1.79m，平均0.91m，靠近F16斷層附近煤層厚度變大，上距四煤平均距離為36.27m；四煤平均厚度為0.28～7.28m，平均厚度為3.54m，中間夾兩層火成巖侵蝕層，厚0.3～0.8m，上距三煤平均間距28.42m；三煤厚度為0.04～4.02m，平均厚度為1.11m。整理ppt3、礦井開拓方式大興煤礦采用斜井開拓方式，主、副井和風(fēng)井三條明斜井與暗斜井分三級(jí)延伸至-480m水平。主斜井由地面+282m至－55m水平，第一級(jí)暗斜井由-55m水平至-290m水平，第二級(jí)暗斜井由-290m水平至-480m水平。副斜井由地面+356m至+42m水平，第一級(jí)暗斜井由＋42m水平至-290m水平，第二級(jí)暗斜井從-290m水平至-480m水平。風(fēng)井由地面+282m至+75m水平；第一級(jí)暗斜井+75m水平至-55m水平，第二級(jí)暗斜井-55m水平至-290m水平。整理ppt4、采煤方法大興煤礦采用斜坡短壁采煤法，采用打眼爆破落煤工藝，自然垮落管理頂板，開采順序?yàn)橄滦惺健?、提升運(yùn)輸系統(tǒng)大興煤礦采用三級(jí)提升，井下平巷采用人力推車；-480m水平煤炭通過第二級(jí)暗斜井提升到-290m水平，由第一級(jí)暗斜井分別提升到-55m水平或+42m水平，再由主、副井分別提升到地面；材料和設(shè)備下放與煤炭運(yùn)輸方向相反。6、通風(fēng)系統(tǒng)大興煤礦通風(fēng)方式為中央并列抽出式通風(fēng)，由主、副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。

7、排水系統(tǒng)大興煤礦深部正常涌水量150m3/h，最大涌水量200m3/h；礦井分三級(jí)排水，-480m水平的水先排到-290m水平，再由-290m水平分別排到-55m水平和+42m水平，分別通過主、副斜井排至地面。

整理ppt三、水害礦井積水區(qū)下開采1、礦井積水區(qū)的形成1999年11月，因小煤窯開采破壞，當(dāng)年降水量大，礦井排水能力缺乏及排水費(fèi)用過高，礦井采區(qū)被淹，井下巷道大量積水，為了保護(hù)礦井不被淹掉和減少排水費(fèi)用，各礦均在-180m水平以上，各水平構(gòu)筑了井下堵水閘墻，六對(duì)礦井共構(gòu)筑29處堵水閘墻，使-180m水平以上采空區(qū)逐步充滿礦井水，從+262m平硐溢出，形成積水區(qū)。2、積水區(qū)下部的煤炭開采形成2000年5月大興煤礦〔原永豐煤礦〕委托北京煤炭設(shè)計(jì)研究院編制完成了?永豐煤炭延深方案設(shè)計(jì)?和?防水閘墻施工計(jì)算咨詢?，該設(shè)計(jì)從-180m水平至-290m水平留設(shè)垂高110m防水隔離煤柱，延深開采積水區(qū)下深部煤炭資源。2001年2月26日由廣東省經(jīng)貿(mào)委審查通過該設(shè)計(jì)，該礦開始向深部延伸開采。整理ppt四、水害事故發(fā)生經(jīng)過2005年8月7日13時(shí)13分左右，大興煤礦上部水淹區(qū)-290m標(biāo)高防水煤巖柱被破壞，發(fā)生透水，透水發(fā)生后，主、副井井筒均有霧氣冒出，出現(xiàn)反風(fēng)現(xiàn)象。13時(shí)30分，副井調(diào)度室接到-290m水平西三暗斜井絞車房〔-281m〕，說“水很大，我跑不出去了，…….〞，但話未說完就斷了，說明此時(shí)水已漲至-281m絞車房。14時(shí)，水已漲至離主井口80m〔斜長(zhǎng)〕，此時(shí)水位為+245m。透水后原四望嶂一礦明斜井水位從+262m降至+255.5m，下降6.5m，經(jīng)專家估算，礦井總透水量約為25萬立方米。整理ppt五、搶險(xiǎn)救災(zāi)經(jīng)過大興煤礦特大透水水害事故發(fā)生以后，黨中央、國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)同志做出重要批示，要求全力以赴搶救被困人員，并保證搶險(xiǎn)救災(zāi)人員的平安。國(guó)家安監(jiān)總局和廣東省委。省政府主要領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)，組織搶險(xiǎn)救災(zāi)工作，立即成立大興煤礦特大透水水害事故現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援指揮部，迅速啟動(dòng)重特大平安事故應(yīng)急預(yù)案。來自廣東省、梅州市、興寧市黨委、政府和有關(guān)部門以及各方面300余人參加了搶險(xiǎn)救援，并聘請(qǐng)了國(guó)內(nèi)有關(guān)技術(shù)專家組成專家組，提供技術(shù)效勞，指導(dǎo)救援工作。整理ppt制訂了?搶險(xiǎn)排水總體方案?，形成了“強(qiáng)排、封堵、多點(diǎn)、防滲〞的綜合搶險(xiǎn)排水工作方案，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件具體細(xì)化，科學(xué)論證，組織分步實(shí)施，取得積極的效果。廣東省迅速從江西、河南、中煤排水站調(diào)集了6臺(tái)大流量高揚(yáng)程潛水泵，以及19名專業(yè)技術(shù)人員投入搶險(xiǎn)排水，8月9日19時(shí)20分主井水泵排水，8月15日3時(shí)40分副井、風(fēng)井相繼排水，截至8月18日，共排水25萬m3，發(fā)現(xiàn)3具遇難礦工尸體。整理ppt六、特大水害事故的分析事故類別是一起透水事故，主要依據(jù)是：2005年8月7日14時(shí)，主井被淹至+245m，突水量大且迅猛；事故發(fā)生后，+262m平硐水流突然斷流，8月12日22時(shí)，+262m平硐水位為+253.5m，水位下降8.5m，說明-180m以上老空水淹區(qū)的積水潰入大興煤礦。事故性質(zhì)是一起責(zé)任事故。整理ppt特大水害事故的原因分析經(jīng)調(diào)查和專家組技術(shù)鑒定，認(rèn)定在主井東翼四煤-400m石門以東150m附近，由于煤層傾角大〔75度左右〕、厚度大〔3～4〕，小斷層發(fā)育，煤質(zhì)松散易塌落，-400m以上各水平在生產(chǎn)過程中煤層均發(fā)生過嚴(yán)重抽冒。在此抽冒嚴(yán)重的情況下，大量出煤，超強(qiáng)度開采，致使-180m水平至-290m水平防水煤柱抽冒導(dǎo)通了+262m水平至-180m水平的水淹區(qū)，造成上部水淹區(qū)的積水大量潰入大興煤礦，導(dǎo)致事故的發(fā)生。整理ppt一、煤層抽冒調(diào)查情況據(jù)礦井生產(chǎn)資料顯示，水害事故礦井東翼-290m石門東側(cè)四煤厚度3～4m，傾角大約75o，較松散，小斷層發(fā)育，易發(fā)生抽冒，在-290m水平石門東側(cè)約35m處，四煤回采曾發(fā)生抽冒；在同一位置-320m水平石門以東2個(gè)反眼，反眼長(zhǎng)約100m和-360m水平暗斜井以東4個(gè)反眼，四煤也均發(fā)生了抽冒，此外，東翼-400m石門以東150m處，也發(fā)生過四煤大規(guī)模抽冒，其抽冒煤量約3000t，抽冒后，在-360m水平巷道向下能看見寬8m、深10m的大坑，向上可看見2～3m的抽冒帶，2～3個(gè)月后，該地點(diǎn)再次發(fā)生抽冒，原塌陷大坑被抽冒的四煤所充填，且塌陷的煤較潮濕。整理ppt上述資料證明在-400m石門以東150m范圍的四煤層在-290m以下各水平開采時(shí)，都發(fā)生了大量的抽冒現(xiàn)象，使-290m至-180m防隔水煤柱被破壞。二、透水地點(diǎn)的認(rèn)定專家分析認(rèn)定，水害事故的透水點(diǎn)在礦井東翼-400m石門東150m附近的-290m水平四煤層，其主要依據(jù)是：1、事故前該區(qū)域開采強(qiáng)度大礦井西翼小斷層發(fā)育，且瓦斯較大，煤層較硬，開采規(guī)模不大；礦井中部煤層厚度較薄，不便于開采；而礦井東翼煤層傾角大〔60o～80o〕、厚度大、煤層松散、易塌落，是該礦的主要采煤區(qū)，而且開采強(qiáng)度一直很大。整理ppt2、該區(qū)域煤層厚、出煤多，曾屢次發(fā)生抽冒礦井西翼煤層較硬，據(jù)了解沒有發(fā)生過抽冒；中部煤層較薄，未進(jìn)行大規(guī)模開采；礦井東翼-400m石門四煤厚度3～4m，傾角大，約75o，較松散，小斷層發(fā)育，易發(fā)生抽冒，是該礦的主要產(chǎn)煤區(qū)，據(jù)事故礦井資料證實(shí)，從2004年到現(xiàn)在，在東翼-400m石門東側(cè)-400水平以上各水平都在出煤，且出煤量較大，在8月7日13時(shí)13分透水事故發(fā)生前的8月7日早上還看到在該地區(qū)采出105～120t，該處四煤的出煤量為9000t左右。整理ppt3、該區(qū)域離F16斷層較近，小斷層發(fā)育、煤層傾角大易抽冒據(jù)水害礦井生產(chǎn)資料證實(shí)，東翼-400m石門以東150m處距離F16斷層僅100m左右，F(xiàn)16斷層為逆斷層，斷距90m，該處-290m水平的四煤小斷層發(fā)育，煤層比較松散，且此處四煤傾角是全礦井最大的地方，平均煤層傾角達(dá)75o左右，近似直立，易抽冒。由于各水平煤層均已發(fā)生抽冒，以致-180m水平至-290m水平防水隔煤柱被抽冒破壞，導(dǎo)通了原四望嶂礦區(qū)+262m至-180m水淹區(qū)積水，造成水淹區(qū)積水潰入大興煤礦。整理ppt三、水害礦井透水水源的認(rèn)定該礦發(fā)生透水后，+262m平硐水流突然斷流，據(jù)8月12日22時(shí)觀測(cè)，水位降至+253.5m，水位下降8.5m，8月10日23時(shí)在原四望嶂一礦明斜井觀測(cè)，原+262m水位線痕跡明顯，實(shí)際水位已降至+255.5m，水位下降6.5m，水很臭；說明此次突水水源為+262m至-180m水淹區(qū)水。綜合分析認(rèn)定，大興煤礦透水地點(diǎn)為在礦井東翼-400m石門東150m的-290m水平四煤處，水的來源是原四望嶂礦區(qū)＋262m至-180m水淹區(qū)積水。整理ppt四、特大水害礦井透水量的計(jì)算該礦歷年所產(chǎn)煤炭共約38萬噸，煤的視密度為1.6t/m3，采空區(qū)充水系數(shù)按1計(jì)算〔因采后頂板不冒落〕，據(jù)專家組計(jì)算采空區(qū)體積約20萬km3，巷道容積約5萬km3，因此該礦透水量約25萬km3。據(jù)調(diào)查了解，8月7日13時(shí)13分發(fā)生透水事故，至13時(shí)30分，礦井被淹至-281m，透水量達(dá)23.1萬m3，據(jù)此估算此段時(shí)間的透水強(qiáng)度約為1.36萬m3/min；從13時(shí)30分至14時(shí)，礦井被淹至+245m，此時(shí)間段透水量約1.9m3，估算此段時(shí)間的透水強(qiáng)度約為633m3/min。整理ppt對(duì)開采區(qū)域上部采空區(qū)有積水的礦井，必須先排空采空區(qū)積水，方可進(jìn)行采掘活動(dòng)，否那么不許生產(chǎn)；礦與礦之間要按?煤礦平安規(guī)程?規(guī)定留足礦界煤柱，礦井內(nèi)設(shè)計(jì)的其他各類保安煤柱，一定要嚴(yán)格保護(hù)，如有煤柱垮塌都應(yīng)及時(shí)維護(hù)，并停止出煤，更不能區(qū)偷采煤柱；對(duì)有水害危險(xiǎn)的礦井，一定要配備相應(yīng)的探訪水設(shè)備，對(duì)工作面有疑點(diǎn)的，應(yīng)采取“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采〞十六字原那么和“防、堵、疏、排、截〞五項(xiàng)治理措施；停產(chǎn)整頓煤礦在停產(chǎn)整頓期間，要嚴(yán)格按照制定的整改方案進(jìn)行整改，防止停而不改，利用整改之名違法出煤生產(chǎn)；特大水害事故防范措施及建議整理ppt煤礦必須依法生產(chǎn)，依法經(jīng)營(yíng)，要按照規(guī)定范圍開采，沒有“四證一照〞的礦井不得開采；認(rèn)真落實(shí)平安生產(chǎn)責(zé)任制，杜絕違章指揮、違章作業(yè)、煤礦企業(yè)的礦長(zhǎng)及其他管理人員，一定要牢固樹立“平安第一、預(yù)防為主〞的思想，要嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度，有事故隱患及主要危險(xiǎn)源存在的礦井，發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)整改，把事故消滅在萌芽之前；礦井要按核定的生產(chǎn)能力生產(chǎn)，不得超能力生產(chǎn)。整理ppt水體下急傾斜煤層開采技術(shù)文學(xué)寬研究員煤炭科學(xué)研究總院聯(lián)系理ppt淮河下急傾斜煤層開采實(shí)例淮南孔集煤礦是在含水層下開采急傾斜煤層群的礦井。具有煤層厚、層數(shù)多、傾角大、煤質(zhì)松軟易于抽冒、局部煤層頂板堅(jiān)硬以及砂層含水豐富且與淮河水有直接水力聯(lián)系等特點(diǎn)，地質(zhì)和水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜。該礦采用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法，在水體底界與開采上限留設(shè)90~100m垂高的防水煤柱。為了控制急傾斜煤層開采后煤柱的抽冒實(shí)現(xiàn)平安開采，采取了有效的開采技術(shù)措施。整理ppt1、長(zhǎng)走向、小階段、間歇開采該方法有利于頂板充分冒落、上覆地層整體平緩下沉和防止防水煤柱受到劇烈破壞，可起到抑制導(dǎo)水裂縫帶開展的作用。具體參數(shù)是：工作面沿走向的連續(xù)回采長(zhǎng)度不小于100m；第一水平第一小階段的段高不大于20m，以下各小階段采后的導(dǎo)水裂高開展情況而定，且一般也不應(yīng)大于30m，下一小階段應(yīng)在上一小階段采后4~6個(gè)月回采。整理ppt2、按尺定產(chǎn)，控制超限出煤為了防止人為因素造成煤柱抽冒。制定了采出量與允許采出量的定期核算制度。每星期核算一次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取措施，保證平安生產(chǎn)。所謂超限出煤就是采出了規(guī)定回采范圍以外的煤炭，可用下式表示：△Q=Q1—Q2式中△Q——超限出煤量，t；Q1——實(shí)際產(chǎn)量〔統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量〕，t；Q2——允許煤量，t。整理ppt3、充填法開采對(duì)于一些地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤層，或?yàn)榱松倭舴浪褐瑴p少地表移動(dòng)及變形值等，使用了充填法開采?？准旱V用矸石充填法開采了20多個(gè)厚和中厚煤層工作面，采出煤炭80多萬t。經(jīng)采后施工的冒落孔〔探測(cè)導(dǎo)水裂高的鉆孔〕資料證實(shí)，即使只充采一個(gè)下階段，以下用垮落法開采，導(dǎo)水裂高只有全部垮落法開采的1/2~1/3。整理ppt4、采后黃泥注漿為解決局部工作面頂板〔或煤層〕局部導(dǎo)水裂縫帶開展過高的問題，保證下一小階段工作面的平安開采，可利用在地面施工的冒落孔對(duì)采空區(qū)進(jìn)行黃泥注漿，以封堵導(dǎo)水裂縫和固結(jié)采空區(qū)已冒落的煤矸，到達(dá)抑制防水煤柱抽冒和降低導(dǎo)水裂高的目的，并可起到防火作用?？准旱V曾有方案地先后利用14個(gè)冒落孔對(duì)4個(gè)工作面進(jìn)行黃泥注漿，共注入黃泥3211m3，效果良好。整理ppt5、中深孔擠壓爆破強(qiáng)制放頂我國(guó)煤礦大都采用自然垮落法管理頂板，已到達(dá)平安開采的目的。然而，有些煤層頂板堅(jiān)硬難冒，不得不采用爆破的方法，進(jìn)行人工強(qiáng)制放頂。對(duì)于急傾斜煤層的爆破放頂在淮南的孔集煤礦采用“中深孔擠壓爆破〞進(jìn)行了試驗(yàn)研究。整理ppt5.1擠壓爆破的原理當(dāng)急傾斜煤層開采之后，還未進(jìn)行爆破放頂之前，煤柱也會(huì)有一些抽冒，這些抽冒下來的松散煤體，占據(jù)了爆破放頂?shù)淖杂煽臻g。因此，為了在急傾斜煤層取得好的爆破放頂效果，如另外再開鑿爆破所需的自由空間，在技術(shù)上的難度比較大，且在經(jīng)濟(jì)上也不合算，只能在這種條件下借助爆破時(shí)巨大的沖擊力，擠壓頂板所對(duì)應(yīng)采空區(qū)里的松散煤體使其退移、壓實(shí)，以獲得爆破所需的補(bǔ)償空間，到達(dá)預(yù)期的爆破頂板的效果。整理ppt5.2擠壓爆破的方法和爆破參數(shù)為了獲得較大的爆破沖擊力，爆破時(shí)采用多排炮孔、逐排微差毫秒爆破的起爆方法?！?〕爆破巷道布置方式爆破放頂工作，主要在爆破石門內(nèi)進(jìn)行。爆破石門既是爆破放頂工作的場(chǎng)所，又是爆破放頂?shù)闹黧w和提供一局部補(bǔ)償空間的自由面。整理ppt爆破石門沿工作面的回風(fēng)巷每隔15m往煤層頂板掘進(jìn)；也可在頂板巖石里專門掘一條和回風(fēng)巷相平行的頂板巖巷，然后再沿頂板巖巷每隔15m向回風(fēng)巷方向掘爆破石門。整理ppt〔2〕炮孔布置每排炮孔都布置成扇形，扇形面與煤層層面平行，并分成雙面扇形和單面扇形兩種。整理ppt〔3〕炮孔數(shù)和排數(shù)扇形炮孔的孔數(shù)和排數(shù)是由大密集系數(shù)確定的。大密集系數(shù)的計(jì)算公式如下：m=a/w式中m——大密集系數(shù)；a——炮孔孔底間距，m；w——最小抵抗線，即排距，m。整理ppt〔4〕裝藥量及裝藥方式炮孔孔徑為58mm左右。為改善爆破時(shí)的間隙效應(yīng)，使單發(fā)雷管所能傳爆的炸藥長(zhǎng)度盡量增加，我們加大了炸藥藥卷的直徑和單卷藥卷的長(zhǎng)度。爆破放頂藥卷的直徑45mm，長(zhǎng)500mm，重800g。每個(gè)炮孔除孔口2m裝填封泥外，其余局部全部裝藥。每?jī)删硭幉?個(gè)電雷管，每排炮孔使用同時(shí)起爆的雷管，但排與排之間為微差起爆，延時(shí)起爆時(shí)間130ms。整理ppt5.3爆破放頂與回采的順序兩種爆采順序：〔1〕采后爆破。爆破范圍內(nèi)煤層已回采，且掩護(hù)支架已經(jīng)下放而形成的采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行。整理ppt〔2〕采前爆破。沒有頂板巖巷的爆破只能采取采前爆破。整理ppt5.4擠壓爆破放頂效果7個(gè)工作面96次的中深孔擠壓爆破，平安采出15萬t煤炭。為水體下平安開采頂板堅(jiān)硬難冒的急傾斜煤層取得了如下經(jīng)驗(yàn)?！?〕在頂板的爆破范圍內(nèi)，形成了一個(gè)截槽。同時(shí)，使頂板更大范圍產(chǎn)生崩開裂縫，從而加速了頂板巖層的變形、冒落，充填了局部采空區(qū)，對(duì)抑制防水煤柱抽冒過高和促使采動(dòng)引起的破壞影響由煤柱轉(zhuǎn)向頂板方面起到了一定的作用。整理ppt〔2〕導(dǎo)水裂縫帶最大高度由所采煤層內(nèi)轉(zhuǎn)移到頂板內(nèi)，其絕對(duì)值接近于緩傾斜煤層?！?〕由于實(shí)現(xiàn)了爆破放頂，留設(shè)的防水煤柱未發(fā)生過高的抽冒，因而煤柱上方?jīng)_積層水位沒有異常變化，工作面涌水量也沒有增加。〔4〕地表沒有出現(xiàn)突然塌陷的現(xiàn)象。整理ppt6、結(jié)論通過采取開采措施在孔集煤礦正常地質(zhì)采礦條件下，只需留設(shè)70~80m高的防水煤柱就能保證用垮落法平安開采急傾斜煤層；用矸石充填法開采時(shí)，只需留設(shè)30~40m的防水煤柱。必須指出，急傾斜煤層導(dǎo)水裂縫帶高度雖有經(jīng)驗(yàn)公式可以進(jìn)行計(jì)算，但由于影響裂高開展的因素很多，因此除根據(jù)相似地質(zhì)采礦條件下的實(shí)際裂高資料，確定留設(shè)新工作面得防水煤柱之外采取有效的開采措施，控制防水煤柱的抽冒，才會(huì)取得水體下急傾斜煤層的平安開采。整理ppt謝謝！整理ppt水體上開采技術(shù)與典型案例分析煤炭科學(xué)研究總院

文學(xué)寬研究員整理ppt一、水體上開采概況1、水體上水害狀況水體上水害約占礦井水害的一半。上世紀(jì)80年代與50年代相比，突水頻率增長(zhǎng)2.57倍。1956-1986年30年間，淹井222起，突水1600次，1318人喪生。1984-1985年一年間，全國(guó)因底板突水而淹井事故22起，僅開灤、焦作、肥城就有6對(duì)井被淹。峰值水量高達(dá)2050m3/min，世界之最。2、水上威脅礦井?dāng)?shù)量和煤量目前受水威脅的礦井約300處，約占大型礦井的一半。受水威脅儲(chǔ)量近百億噸。整理ppt二、水體上開采方案長(zhǎng)期以來，對(duì)受承壓水威脅煤層的平安開采主要采取兩種方案。1、強(qiáng)排深降能確保平安，但存在一定的問題，所用的較少。2、帶壓開采本錢低，對(duì)環(huán)境危險(xiǎn)小，但技術(shù)復(fù)雜，有一定的風(fēng)險(xiǎn)。假設(shè)措施得力，能防止突水，保水采煤。整理ppt三、水體上開采突水機(jī)理早期僅限于突水現(xiàn)象的外表描述和對(duì)突水資料歸類導(dǎo)出公式，20世紀(jì)40年代開始用力學(xué)觀點(diǎn)探討過突水機(jī)理。1、相對(duì)隔水層概念前蘇聯(lián)的斯列沙運(yùn)夫提出平安水頭的靜力學(xué)公式。Han=2Kpt/L2+rt式中：Han——平安水值，Mpa；Kp——隔水層抗張強(qiáng)度，Mpa；t——煤層底板隔水層厚度，m；L——巷道寬度或工作面最大控頂距，m；r——隔水巖層的重力密度，N/m3；r當(dāng)實(shí)際水頭Hsh＞平安水頭Han時(shí)那么不平安。整理ppt2、突水系數(shù)概念我國(guó)上世紀(jì)60年代焦作水文地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)時(shí)提出，作為突水預(yù)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。臨界突水系數(shù)T。單位隔水層厚度M所能抵抗水壓P的極限值，而Ts=P/M。西安煤科分院在上世紀(jì)70-80年代進(jìn)行了修正。考慮到礦壓的破壞和不同巖層性質(zhì)因素，對(duì)突水系數(shù)進(jìn)行了修正。整理pptTs=P/〔∑Mmi-Cp〕式中：Ts——突水系數(shù)；P——水壓Mpa；M——隔水底板各分層厚度，m；mi——各分層厚度換算系數(shù)；Cp——底板破壞深度，m；

整理ppt四、煤層底板破壞“下三帶〞理論開采煤層頂板破壞產(chǎn)生“三帶〞而煤層底板也存在“三帶〞，即“下三帶〞，“下三帶〞從煤層底面至含水層頂面分為：1、第Ⅰ帶——煤層底板導(dǎo)水破壞帶〔h1〕底板破壞深度，存在3種裂隙：豎向裂隙層向裂隙剪切裂隙3種裂隙主要影響因素是工作面得斜長(zhǎng)，開采方法，煤層厚度及傾角、采深和巖性有關(guān)。整理ppt整理ppt2、第Ⅱ帶——保護(hù)層帶〔h2〕巖層保持采前的完整狀態(tài)及其原有阻水性能根本不變的局部，位于第Ⅰ、Ⅲ帶之間。巖層雖然受礦壓作用，或許有彈性甚至塑性變形，但人保持采前的連續(xù)性，其阻水性能未發(fā)生明顯變化?？善鸬阶杷Ｗo(hù)作用。稱之為有效保護(hù)層帶或阻水帶。整理ppt3、第Ⅲ帶——承壓水導(dǎo)升帶〔h3〕承壓水可沿含水層頂面以上隔水巖層中的裂隙導(dǎo)升，導(dǎo)升承壓水的充水裂隙分布的范圍稱為承壓導(dǎo)升帶。含水層頂層至上部邊界的最大法線距離稱：含水層的原始導(dǎo)升高壓h3，簡(jiǎn)稱承壓水原始導(dǎo)高。開采礦壓作用原始導(dǎo)高有可能在導(dǎo)升，但上升值很?。粩嗔芽墒箤?dǎo)升很高，甚至接近或穿過煤層；隔水軟巖、無導(dǎo)水裂隙，導(dǎo)高為零；含水層頂部巖溶充填帶，不含水并起隔水作用，可視為隔水層；整理ppt五、煤層底板“下三帶〞確定的方法1、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法：采用底板鉆孔注放水驗(yàn)法，輔以鉆孔巖移及物探方法。開灤趙各莊礦，以1237和2137兩個(gè)工作面，其采深900m、100m，煤厚10m，分5個(gè)分層開采。2、經(jīng)驗(yàn)公式法：根據(jù)大量實(shí)測(cè)資料，用實(shí)測(cè)的底板導(dǎo)水破壞深度與關(guān)系最密切的工作面斜長(zhǎng)、采深、傾角等因素的數(shù)據(jù)經(jīng)回歸分析，擬合公式。整理ppt整理ppth1=0.7007+1.1079L或h1=0.0085H+0.1644α1+0.1079L-4.3579或h1=0.303L0.8式中：h1=底板導(dǎo)水破壞深度，m；L——工作面長(zhǎng)度，m；H——開采深度，m；α——煤層傾角，〔°〕。整理ppt2、有效保護(hù)層帶〔阻水帶〕厚度計(jì)算。有效保護(hù)層帶厚度的計(jì)算必須有底板隔水層總厚度。采動(dòng)底板破壞帶深度，承壓水導(dǎo)升帶高度。h2=h-〔h1+h3〕式中：h2——有效保護(hù)層帶厚度，m；h——隔水層總厚度，m；h1——底板導(dǎo)水破壞帶深度，m；h3——承壓水導(dǎo)升高度，m；整理ppt3、有效保護(hù)層帶阻水能力計(jì)算阻水能力有兩種計(jì)算方法，突水系數(shù)法、阻水系數(shù)法〔1〕突水系數(shù)法Ts=P/M-Cp或Ts=P/hd-h1式中：Ts——突水系數(shù)，MPa/m；P——水壓，MPaM——底板隔水層厚度，即hd，m；Cp——采動(dòng)破還帶深度，即h1，m；當(dāng)計(jì)算的Ts小于臨界突水系數(shù)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)平安開采。我國(guó)局部礦井臨界突水系數(shù)：峰峰焦作淄博井陘0.066~0.0760.06~0.100.06~0.100.06~0.15整理ppt〔2〕阻水系數(shù)法有現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水力壓裂法實(shí)測(cè)的單位底板隔水巖層的