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1、采煤工作面带压开采研究和综合防治水措施 摘要：随着社会的发展与进步，重视采煤工作面带压开采工作对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍采煤工作面带压开采分析及综合防治水措施的有关内容。关键词:采煤；防水；技术；措施；工作面；带压开采；中图分类号：F407.21文献标识码：A文章编号：引言某煤矿处于复杂的升降带中,构造极为复杂,褶曲和断层发育。目前主要开采二叠系组的2#煤层,自1993年以来,四下深部采区先后在12418、12421、12422、12423、12424、12425、12426等工作面发生底板突水,突水标高均在-380线以下,各工作面突
2、水后最大涌水量分别为:180、120、150、90、170、120、180m3/h,对矿井安全生产造成较大威胁。一、采煤工作面带压开采的主要技术问题自上世纪70年代邯郸王凤矿1830工作面首次成功进行了带压开采试验以来,各大水矿区已普遍采用该项技术,解放了大量受水威胁的煤炭资源,但带压开采中存在的一些技术问题仍是不容忽视，主要表现在以下几方面:11(1)适用条件一般认为,带压开采的适用条件包括:开采煤层底板以下有一定的隔水层厚度,厚度愈大防护作用愈强;隔水层的岩性组合有利于抗衡水压;采场构造相对简单,无直接贯通含水层的通道。但这些条件均是定性的而非定量
3、的,实践中难以操作。(2)安全标准带压开采的安全评价工作首先从预评估做起,即依照突水系数法从宏观上评价带压开采的可行性,但具体采场而言,其带压开采的综合安全性评价量化标准尚难掌握。(3)开采下限与水体(或含水层)下采煤确定开采上限一样,确定带压安全开采下限是下组煤开发必须面对的课题。二、带压开采防水措施分析面对下组煤开采中高承压地下水的严峻挑战,必须改变消极、被动的防治水技术路线,确立积极、主动的防治水技术思路。经过多年的探索和实践,综合下组煤试采矿井地质、水文地质条件以及带压开采条件和受水害威胁程度,确定采用的防治水技术路线应为:综合勘探,查清条件;
4、预测预报,先探后掘;注浆改造,先治后采;全程监控,全面设防。1、水文地质条件勘察11在研究和分析现有矿井水文地质资料基础上,有针对性的对影响下组煤开采的薄层灰岩及奥灰含水层进行专门水文地质勘探试验,取得对其水文地质条件更深、更全面的认识,是做好下组煤试采,有效避免突水灾害的前提条件。水文地质补充勘探包括水文地质钻探、水文地质物探和水文地质试验。应尽可能地创造条件,安排井下放水试验,为了充分利用信息资源,应建立下组煤开采水患诊断数字化平台,对矿井水文地质条件和主采煤层的充水条件做出综合分析和评价,对目的含水层进行分区、分带。应尽可能地采用数值模拟方法和最
5、优化理论研究采矿条件下地下水系统状态,并进行有效的调控和管理,探讨疏供结合方法解决安全采煤和矿区工农业用水之间矛盾的可行性。2、采场综合探查下组煤开采防探水工作贯穿于整个开采过程,采取的方式必须地面与井下相结合,钻探与物探相结合,探查与治理相结合。一般采用井上、下立体综合勘探手段,坚持井下为主,地面为辅,物探为主,钻探为辅,物探先行,钻探验证的勘探原则。物探方法的选择主要考虑对探查体识别与定位的敏感性。探查实施要分阶段有重点进行,各个阶段的具体任务各有侧重。(1)开掘前阶段。主要利用地面三维地震勘探及电法勘探,查明煤层基本赋存形态和构造特征、含水层的富
6、水区域或集中迳流带,11探查断层、岩溶陷落柱的分布及其含导水性,圈定可疑区。地面探查的目的是通过科学的物探方法进行普查,科学找疑,为采掘工程布置及采掘过程中进一步的防探水工作提供依据。(2)巷道掘进阶段。本阶段防治水工作的重点是采取超前综合探测措施,先探后掘。对掘进前方及其两帮附近有无断层及导水构造进行重点探测。具体探测方法一般利用直流电法、瞬变电磁法进行超前探测,两帮侧、前方利用底板超前钻探进行探测。本阶段工作的重点是有掘必探,对井上、下物探查出的异常区、可疑区利用钻探重点查明。(3)工作面回采前阶段。利用无线电坑透仪对工作面内部进行探测,确定工作面
7、内部构造。利用音频电透视、瞬变电磁探测工作面内部及其底板隔水层富水性及隐伏含水构造,并结合直流电测深对底板探测的成果,研究确定奥灰水、本灰水原始导高。通过对以上探测成果的综合研究,提出对工作面底板构造及其富水性的评价,并圈定出可能发生的突水危险区。3、充分利用隔水层的天然阻水条件带压开采带压开采就是利用隔水层的有利条件,在不疏降或少疏降(水压)、不改造或局部改造(含水层)、不加固或局部加固(隔水层)的情况下达到安全采煤的目的。为了充分发挥隔水层的阻水能力,需要对其阻水抗压的性能做出评价,不但要评价其数量大小,而且应当评价其可靠性(11应用可靠性工程学的
8、方法),从而得出岩体阻水抗压能力的安全储备系数。在这里,阻水系数或带压系数是其主要的评价指标之
