水體下采煤

1、第 10 章 水體下開采 水體下開采10.1 概述 概述⒈我國水體下開采概況 ⒈我國水體下開采概況 水體下開采包括地表水體（河流、湖泊、水庫等）和地下水體（開采礦物以上的含水層）下礦物的安全開采。我國地域廣闊，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，受上覆水體威脅的礦物儲量相當(dāng)豐富。我國從 20世紀(jì) 50 年代開始進(jìn)行水體下采煤的研究，表 10—1、10—2、10—3 為我國水體下采煤部分實(shí)例[43]。表 10—1 我國部分水體下開采情況一覽表煤層產(chǎn)狀要素

2、涌水量 Q（ 3 1 m s? ?）水體 名稱流量( 3 1 m s? ? )河床 性質(zhì)M /m ?/（?） H /m H/M 最大 一般備注阜新清河最大 278，一般 0.22，雨 季 1.39砂礫層 厚度 3m～6m1.6 5～12 268 168 工作面360工作面 50～80頂板上法 線距離 60～90m 有砂巖含 水層本溪太子 河最大 2000，一 般 80砂礫層 厚4～8m2.4~2.8 10~15 380 136 河下采

3、區(qū) 162河下采區(qū) 30～60 煤層頂板 為 10～ 26m南桐蒲河 最大 711，一般 60～80大部基 巖出露 2.94 28~37 300 102 工作面492工作面 200 以下 上距含水 長興灰?guī)r 48m，長 興灰?guī)r與 河通井陘四礦 綿河最大 800 一般 10～ 20砂礫層 厚 10～ 15m， 底部有 粘地質(zhì) 砂4m分二層 采3~8 18~3 010 采區(qū) 439 工 作面采區(qū) 250～ 300工作面 30～120水砂充填

4、 剩余高度 0.6~0.8m江西樂安 江最大 10100大部基 巖出露 2 煤層 累厚 4~9m15 97 24 工作面 0.8~1.2 礦 井 10~15斷層多， 巖性好， 不導(dǎo)水湖南資江 漫灘最大 7030，最 小 4.8大部基 巖出露 3 層煤 累厚 4～520~30 121 24 工作面 27.96工作面3~8 河床出露 梓門橋灰 巖廣西合山 南水庫最大蓄水 量 220 萬 m3 最小 10 萬 m3水庫底 有 0~3m 殘

5、 積亞粘 土及碎 石1.84 6~8 89 48 工作面 3.04m工作面 1.27~2.4正常正常40 多年來，我國水體下采煤，不僅采出了大量水下煤炭資源，還獲得了豐富經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展了理論，形成了一套具有我國特點(diǎn)的理論體系。從分析水體類型、特征、賦存條件及上覆巖層的水文地質(zhì)條件、地層結(jié)構(gòu)入手，并根據(jù)地質(zhì)采礦條件預(yù)計(jì)覆巖冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶的高度、空間形態(tài)，掌握覆巖的移動(dòng)破壞規(guī)律及兩帶與上覆水體之間的聯(lián)系，從而確定煤層合理的開采上限。在確保礦

6、井生產(chǎn)安全的條件下，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化和水資源的保護(hù)。我國水體下采煤技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)是：采深采厚比值小，開采方法多樣化，技術(shù)措施因地制宜，采后效果好。從深厚比看，當(dāng)河床與煤系基巖之間無黏土層或僅有含水砂層時(shí)，采用長壁全垮落法開采，深厚比最小為 30～40，一般為 50～60。1983 年江西樂安江下采煤，深厚比僅為 24.1，采用充填法開采時(shí)，深厚比為 15～20，在這種情況下安全深厚比的大小取決于基巖中隔水層所占比例的大小。當(dāng)河床與基

7、巖之間有黏土層時(shí)多用全垮落法開采，深厚比最小 5～8，一般 10～30；采用充填法開采時(shí)，深厚比可減少到 3～4。安全深厚比大小除與基巖中隔水巖層厚度有關(guān)外，主要取決于煤系地層上面覆蓋黏土層的厚度。⒉水體類型 ⒉水體類型礦區(qū)的水體可分為地表水和地下水兩大類，根據(jù)含水層的數(shù)目、類型和各層間的水力溝通關(guān)系，又可分為單純水體和復(fù)合水體，見圖 10—1[8]。（1）地表水：賦存在地球水圈中，積聚在海洋、湖泊、河流、水庫灌渠、山谷沖溝、洪區(qū)、沼澤

8、、坑塘以及地面沉陷積水區(qū)等統(tǒng)稱為地表水。（2）地下水：賦存在地球巖石圈中，積聚在巖石空隙中的水稱為地下水。例如第三、第四紀(jì)沉積的砂層水、基巖含水、巖溶水和老采空區(qū)積水等。從采礦工程角度出發(fā)，可將地下含水層按埋藏條件分為松散層內(nèi)的含水層和基巖內(nèi)的含水層兩種。一般條件下，地表水特別是大型地表水儲存量大，補(bǔ)給充分，且常?；ハ噙B通，較大的地表水體一旦與礦井采空區(qū)溝通，將嚴(yán)重威脅井下生產(chǎn)及人身安全，造成淹井事故。同時(shí)，開采疏漏地表及近地表水，將損

9、害區(qū)域生態(tài)環(huán)境，加劇荒漠化程度。地下水比地表水距開采礦層更近一些，且賦存情況不易搞清，具有隨機(jī)性、突發(fā)性和不可預(yù)測性，因此對開采的安全威脅更大。影響水體下開采的因素很多，在開采中不但要搞清楚水體的類型、容量，而且要搞清楚開采礦層到水體間的巖層巖性結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)特性，隔水層的厚度及其地質(zhì)構(gòu)造等形成的水力通道等，依據(jù)這些條件確定合適的防護(hù)措施及開采方法。⒊水經(jīng)覆巖涌入礦井的機(jī)理 ⒊水經(jīng)覆巖涌入礦井的機(jī)理 地下開采后巖層和土層的隔水性可能受到