水体下与承压水上采煤--理工大

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1、开采损害与保护Miningdamageandprotection第六章水体下与承压水上采煤Chapter6Miningunderwaterbodiesandminingaboveconfinedwater342地表移动和变形观测保护煤柱的设计5建筑下采煤7铁路下采煤地表移动和变形预计6水体下采煤1地表移动和变形规律概述覆岩破坏规律12第六章水体下与承压水上采煤水体下采煤的技术措施3承压水上采煤4第一节概述地下开采导致覆岩移动破坏，当破裂岩体接触到地下、地面水体时，使水进入井下淹没矿井。同时导致含水层水位下

2、降，地面河流、水库干涸。据不完全统计，我国600处国有重点煤矿中受水害严重威胁的矿井大约285对，占矿井总数的47.5%，受水威胁储量超过250亿吨。如2005年全国煤矿共发生水害事故109起，死亡605人。其中发生一次死亡10人以上特大水害事故13起，死亡360人，分别占全国煤矿特大事故起数、死亡人数的22.4%和20.7%。第一节概述第一节概述2005年至2006年初发生的16起特大透水事故，属透老空水的有12起、死亡382人；属断层突水的2起、死亡26人；属溶洞突水的2起、死亡48人。矿井水害防治和

3、近水体煤层的安全开采已成为矿区生产中急需解决的重大实际和理论问题。第一节概述对于复杂地质采矿条件下的覆岩破坏高度预测尚不能满足生产的需要。今后应进一步努力的方向为：建立裂隙岩体应力—渗流耦合关系；研究断层对岩体破坏规律的影响；研究工作面底板破坏规律；研究高效、廉价的覆岩破坏范围探测仪器、手段和方法等。第一节概述我国从二十世纪六十年代初开始开展覆岩破坏规律及水体下（上）采煤的研究，进行了大量的覆岩破坏高度现场实测，建立了适合我国实际情况的覆岩破坏高度计算理论和方法。在理论研究方面，已从经验方法向理论方法转变

4、，开展了力学方法预测岩体破坏高度的研究；初步建立了裂隙网络渗流理论；提出了“下三带”理论和水体上、下采矿的措施。在此基础上，进行了河下、海下、含水砂层下及奥灰承压水上等采煤。第一节概述我国水体下采煤不仅解放了大量水下煤炭资源，还获得了丰富经验，发展了理论，形成了一套具有我国特点的理论体系。即，从分析水体类型、特征、赋存条件及上覆岩层的水文地质条件、地层结构入手，并根据地质采矿条件预计覆岩冒落带、导水裂隙带的高度、空间形态，掌握覆岩的移动破坏规律及两带与上覆水体之间的联系，从而确定煤层合理的开采上限。在确保

5、矿井生产安全的条件下，实现资源利用的最大化和水资源的保护。第一节概述一、近水体采煤的特点近水体采煤不仅可能对矿井生产的威胁，而且会对水资源的破坏。根据水体位于煤层的位置不同，将近水体矿层开采分为水体下开采和水体上开采。当煤层位于水体下方时，称为水体下开采。当煤层位于承压水体上方时，称为水体上开采。水体下（上）采煤与建筑物下采煤相比具有自身的特点：（1）水体下（上）采煤对变形量的大小关心较少，主要关心破裂岩体是否触及到水体；（2）保护对象一般来说不是水体而是矿井本身；（3）水体是一整体，只要破裂带触及到水体

6、，就会使整个水体溃入井下，淹没矿井，因此水体必须作为整体加以保护。第一节概述第一节概述二、水体类型矿区水体主要分为地表水和地下水体两大类。（一）地表水(Surfacewater)赋存在地球水圈中，有江河湖海、水库、灌渠、山谷冲沟、稻田、洪区、沼泽、坑塘以及地面沉陷积水区等。地表水属单一型水体。（二）地下水(Undergroundwater)赋存在地球岩石圈中，积聚在岩石空隙中的水称为地下水。主要有第三、第四系冲积层内的砂层水、砂砾岩水及砂石层水（统称松散含水层）；基岩内的砂岩、砾岩、砂砾岩、石灰岩岩溶含水

7、层及老采空区积水（称基岩含水层）。第一节概述第一节概述从采矿工程角度出发，可将地下含水层按埋藏条件分为松散层内的含水层和基岩内的含水层两种。松散含水层的特点是流速小、流量小。基岩含水层的特点是含水层位于两个隔水层之间并承受静水压力，所以称为承压水。有时承压水位于开采煤层的底板岩层内，对开采构成威胁。一般条件下，地表水特别是大型地表水储存量大，补给充分，且常常互相连通，较大的地表水体一旦与矿井采空区沟通，将严重威胁井下生产及人身安全或造成淹井事故。同时开采疏漏地表及近地表水，将损害区域生态环境，加剧荒漠化程

8、度。地下水比地表水距开采煤层更近一些，且赋存情况不易搞清，其具有随机性、突发性和不可预测性，因此常对其下方开采的安全威胁更大。第一节概述第二节覆岩破坏规律一、覆岩破坏的分带隔水层位于冒落带内时，其隔水性将会完全被破坏；隔水层位于裂缝带内时，其隔水性也被破坏，破坏的程度由导水裂缝带的下部向上部逐渐减弱；隔水层位于上覆岩层的弯曲带下部时，其隔水性可能受到微小影响；隔水层位于覆岩弯曲带中部或上部时，其隔水性不受采动影响。一般将采动破