特殊地质条件下防治水对煤矿开采的影响

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1、我国煤矿特殊地质采矿条件下的顶板水害及其防治康永华2012.11提纲前言1半固结砂岩含水层下综放开采溃水溃砂防治技术2高水压松散含水层原生纵向裂隙发育煤系覆岩条件下综合机械化采煤的异常突水及其防治3大面积老空积水区的突水危害及其防治途径4离层带蓄水的危害及其防治途径5特殊地质采矿条件下顶板水害问题的思考前言我国地大物博，矿产资源十分丰富，煤层赋存条件千变万化，除靠近灰岩尤其是奥陶系灰岩强含水体开采时存在着较严重的安全威胁外，某些特殊地质采矿条件下的水体下采煤所发生的突水灾害则更让人心有余悸。特殊地质采矿条件下发生的顶板水害往往有一个共同的特点，就是大都具有特殊性、

2、偶然性、隐蔽性、突发性，往往有背常理，不易被人察觉，有时甚至超出现有技术、知识水平的认知程度，较难预测，令人防不胜防。前言所以，更容易酿成灾害，损失更加难以预防，后果常常触目惊心，教训极为惨痛。因此，研究解决该类条件下的水害问题，对于保证矿井安全有序开采具有十分重要的现实意义，其技术难度也更大，任务更艰巨。近年来，对该类条件下顶板水害的认知程度和防治水平也在不断提高。1白垩系半固结砂岩含水层下综放开采溃水溃砂防治技术1.1半固结砂岩含水层下采煤的技术特点1.2白垩系半固结砂岩含水层下综放开采的实践1.3白垩系半固结砂岩含水层下开采技术的应用前景1.1半固结砂岩含水

3、层下采煤的技术特点半固结砂岩含水层是一种比较特殊的基岩含水层水体，其特点是，砂岩的固结程度一般较差，当含水层处于饱水状态时，含水砂岩中的泥砂具有一定的流动性，这样的砂岩处于煤层顶板位置时，有时会出现水砂溃决现象，从而对井下安全构成严重威胁。为了消除溃泥、溃砂威胁，则一般要求在开采前将含水层水予以疏干或疏降。1.2白垩系半固结砂岩含水层下综放开采的实践白垩系半固结砂岩含水层往往直接赋存于煤层顶板之上，对煤层开采的威胁十分严重，常常出现溃水、溃砂现象。如扎赉诺尔矿区，铁北煤矿在白垩系半固结砂岩含水层下进行普采或综采时就曾多次发生溃水、溃砂现象，而且特殊的软岩地层以及煤

4、层赋存条件，使得所采厚煤层采完一分层后剩余煤厚的开采十分困难，甚至由于出现顶、底板管理和溃水、溃砂以及自然发火等难题而不再具备开采条件。1.2白垩系半固结砂岩含水层下综放开采的实践因此，防止采掘工作面溃水、溃砂和解决煤水混流等问题以及能否进行综放开采等就成为铁北矿安全生产中亟待解决的难题。通过综合试验研究，首先在铁北煤矿成功地进行了综放开采，实现了综放控水安全采煤，改善了采煤作业环境和矿井安全生产状况，提高了煤炭资源回收率。接着，在新建矿井灵东煤矿又成功地进行了综放开采，并进行了水害预测预警研究，按计划实现了矿井正常投产和达产。1.2白垩系半固结砂岩含水层下综放开

5、采的实践白垩系半固结砂岩含水层下综放开采所采取的总体方案为“顶水开采与疏干或疏降开采相结合、先疏后采与边采边疏相结合、钻孔疏干或疏降与回采疏干或疏降相结合、分段控制放顶煤开采厚度与分步实施疏水截流相结合”。1.3白垩系半固结砂岩含水层下开采技术的应用前景在蒙东地区，普遍存在着白垩系煤系地层，有的矿区在开采煤层的顶板上赋存着富水性较强的半固结砂岩含水层，存在着严重的溃水、溃砂威胁。为此，可以借鉴扎赉诺尔矿区的经验和教训。需要说明，对于该类条件进行合理可行的开采设计尤为重要。为此，往往在矿井设计阶段就需要进行合理可行的采煤工艺方法以及安全可靠的防治水措施等专题研究和论

6、证。2高水压松散含水层原生纵向裂隙发育煤系覆岩条件下综合机械化采煤的异常突水及其防治以往的松散含水层下采煤实践中，一般开采深度较浅，含水层水头压力较低，或者松散含水层底部赋存一定厚度的粘土隔水层，或者松散含水层的富水性较弱，或者基岩风化带基本上是隔水的，或者煤系基岩中的原岩裂隙尤其是高角度纵向原岩裂隙不发育，所以，在设计安全煤岩柱时一般不考虑含水层水头压力作用问题。2高水压松散含水层原生纵向裂隙发育煤系覆岩条件下综合机械化采煤的异常突水及其防治但近年来在松散含水层水头压力达到3.6MPa以上和开采煤层上覆煤系基岩中原生纵向裂隙发育条件下进行综合机械化采煤时，留设的

7、防水煤柱尺寸均是按照有关规程、规范的规定选取的，却发生了突水并淹没矿井的异常现象。如位于安徽省宿南矿区的祁东煤矿就发生了首采工作面实际最小防水煤柱垂高较原设计大3m条件下十分罕见的异常突水现象。2高水压松散含水层原生纵向裂隙发育煤系覆岩条件下综合机械化采煤的异常突水及其防治2.1高水压松散含水层及原生纵向裂隙发育覆岩的特征2.2高水压松散含水层原生纵向裂隙发育覆岩条件下综合机械化采煤的异常突水2.3高水压松散含水层原生纵向裂隙发育覆岩条件下综合机械化采煤异常突水原因的分析2.4高水压松散含水层原生纵向裂隙发育覆岩条件下异常突水的防治2.1高水压松散含水层及原生纵向

8、裂隙发育覆