水体下采煤课件.ppt

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1、第四章水体下采煤水体下采煤—地表水体下或地下水体下采煤开采→煤体上的水体→开采空间（由于岩层移动和变形）水和开采空间存在着一种水力联系弱水力联系增加排水费用强水力联系突水或透水事故开滦林西矿时间涌水量Q（t/min）Qmax（t/min）1906-19072.5192815.5196128-341977.637.391977.7.282301983-199840.5(2430t/h)特大涌水矿井张双楼矿矿井涌水量963m3/h矿井涌水量示例第一节影响水体下安全开采的因素地表水体：积聚在江、海、河、湖、水库、沼泽、水渠、

2、坑、塘和塌陷区中的水地下水体：积聚在岩石和松散层空隙中的水松散层水体第四纪和第三纪松散层中的含水基岩含水层水体砂岩、砾岩、砂砾岩及石灰岩岩溶含水层水体采空区积水孔隙水、裂隙水及岩溶水一、水体的类型隔水层—导水性能很差的岩层导水层含水层隔水性和导水性能取决于颗粒大小和矿物成份（主要取决于粘土的含量）颗粒愈细，隔水性能愈好粉土0.005mm砂0.05～2mm砾＞2mm二、煤岩的隔水和导水性能煤岩的隔水和导水性能隔水性粘土的含量（%）良好30弱1130差10岩层胶结物开采前开采后硅质、钙质胶结隔水层(强度大、不易风化

3、和泥化)导水层铁质胶结蒙托石铝土高岭土伊利石隔水层(强度小、易风化、泥化)受压后性能恢复为隔水层煤岩的隔水和导水性能砂砾含水且导水，导水性能好节理裂隙含水且导水断层、陷落柱导水或不导水垮落带、裂隙带导水煤开采前为隔水层，开采后不易风化、泥化，是导水层或弱导水层煤岩的隔水和导水性能三、地表水、地下水涌入开采空间的机理充水通道开采使上覆岩层移动和破坏，形成充水通道，使水体渗透或溃入井下。影响程度使矿井的涌水量增加（水体的水量少或补给不足）淹井（充水通道沟通的是地表水、采空区水、溶洞水或地下暗河等大型水体，井下排水能力难以满

4、足）水体下开采需要了解的问题水体的类型（水源、水量）煤岩的隔水性能、是导水层还是隔水层可能的水力联系四、水体下采煤的理论依据1、“三带”理论对于地面水体、松散层底部和基岩中的强、中含水层水体、要求保护的水源等水体，不容许导水断裂带波及；对于松散层底部的弱含水层水体，允许导水断裂带波及；对于厚松散层底部为极弱含水层或可以疏干的含水层，允许导水断裂带进入，同时允许垮落带波及。水体下采煤的理论依据2、隔水层理论水体底面与煤层之间应有相应厚度的隔水层，才能实现水体下安全采煤。一定厚度的泥岩和粘土层是水体下安全采煤的良好隔水层。

5、五、水体下的采煤方式1、顶水采煤对水体不处理，直接在水体下方采煤，水体与煤层之间保留一定厚度或垂高的安全煤岩柱。顶水采煤适应条件：水量大、补给充足、水体距开采煤层较远2、疏水采煤利用排水系统，开掘疏水巷道或钻孔，疏降上部水体，再在水体下方采煤。先疏水后采煤水量有限可以预先疏干（小窑积水）边疏水边采煤水量不太大，而水体的分布范围很大时3、顶疏结合采煤受多种水体或多层含水层水体威胁间距大于导水断裂带高度的水体，顶水采煤；间距在垮落带和导水断裂带范围内的水体，疏水采煤。顶水和疏水取决于水体与煤层的间距和水体的类型单纯的地

6、表水（河流、水库、湖泊）难疏干，顶水采煤，留防隔水煤岩柱。单纯的松散含水层水体冲积层中的水一般顶水采煤，留防隔水煤岩柱冲积层厚度愈大，水源补给愈丰富，离煤层愈近，威胁愈大。砂层砂砾水体下采煤单纯的基岩含水层水体砂岩水孔隙水砾岩水裂隙水石灰岩水岩溶水对水体的处理取决于煤层至水体的距离，高于断裂带时，顶水采煤；低于断裂隙带，疏水采煤。水体下采煤地表水+松散含水层水松散含水层水+基岩水地表水+松散含水层水+基岩水采煤方法由具体情况而定①隔水层的厚度②隔水层的性能③水体至煤层的距离④采厚⑤水量大小⑥水源水体下采煤4、堵

7、截水源与疏水采煤采用粘结性材料注入含水层的孔洞中，形成地下挡水帷幕，切断水的补给通道，然后疏水采煤。条件：含水层厚度较小、补给通道集中、水文地质条件清楚，具备可靠隔水边界六、水体下采煤的特点主要考虑煤层与水体之间有无隔水层，开采后隔水层能否破坏，开采引起的上覆岩层裂隙是否波及水体水体下采煤的保护对象是矿井本身，为保护矿井本身必须保护水体下方的岩层水体下采煤的主要对策是隔离和疏降第二节水体下采煤的安全煤岩柱留设一、水体的采动等级及允许采动程度Ⅰ级不允许导水断裂带波及到水体Ⅱ级允许导水断裂带波及松散孔隙弱含水层水体，但不允

8、许垮落带波及该水体Ⅲ级允许导水断裂带进入松散孔隙弱含水层，同时允许垮落带波及该弱含水层水体水体类型允许采动程度安全煤岩柱1.直接位于基岩上方或底界面下无稳定的粘性土隔水层的各类地表水体2.直接位于基岩上方或底界面下无稳定的粘性土隔水层的松散孔隙强、中含水层水体3.底界面下无稳定的泥质岩类隔水层的基岩强、中含水层水体4.急斜煤层上方