词条 | 水体下采煤 |
释义 | shuiti xia caimei 水体下采煤(卷名:矿冶) coal mining under water body 矿区常见的水体有地面水(江河湖海、水库、坑塘、水稻田、洪水和地面下沉盆地积水等)和地下水(松散砂层水、砂岩水、石灰岩溶洞暗河水和采空区积水等)两大类。水体下采煤是指对水体不进行处理,直接在其下方开采,而又避免水砂窜入井巷或增加矿井涌水量,以免恶化劳动条件,严重时将造成安全事故,是三下采煤的一种。早在一百多年前,英、日、加、澳等国家即已进行海下采煤。后来,苏、波、联邦德国等国家也进行了河流及流砂层下采矿。1949年以来,中国比较广泛地在各种类型的水体下开采煤矿,中国煤炭科学家也对此做了系统研究。目前,不仅在淮河、太子河、小汶河及蒲河等较大的河流下采煤,而且能在厚和巨厚松散富含水砂层、砂砾层及砂岩、石灰岩岩溶含水层、地面水库和地面下沉盆地积水下采煤。也可在水下采非煤矿藏,如湖南锡矿山在飞水岩河床下已安全开采多年。 保安煤柱 水体下采煤的基本要求是防止水砂窜入井巷。必须在水体底面与开采上限之间保留相应高度的保安煤柱。中国将保安煤柱分为防水、防砂和“煤皮”三种。防水煤柱的最小高度,应等于或大于导水裂缝带高度(简称裂高)加一定厚度的保护层;防砂煤柱的最小高度,应等于或大于冒落带高度加一定厚度的保护层;“煤皮”煤柱的最小高度,等于或大于冒落带高度(图1)。 在江河湖海、水库等地面大型水体下采煤,必须保留防水煤柱;在松散砂层水体下采煤,如富水性强,补给条件好,应保留防水煤柱;如富水性弱,或富水性稍强,但补给条件不好,可保留防砂甚至“煤皮”煤柱;在石灰岩溶洞暗河水,采空区积水下采煤,不仅要求保留防水煤柱,有时还必须对水体采取预先疏干或降低水位等措施。 地层的岩性和结构特征 这是水体下能否安全开采的重要因素。页岩、泥岩、泥质砂岩、泥质灰岩,特别是粘土和砂质粘土等隔水层是进行水体下采煤的良好条件。隔水性和抗裂性较差的厚层状岩层,不利于水体下采煤;薄层状组合岩层,或薄、厚岩层交互沉积的岩层,如隔水层总厚度达50%以上,且处于导水裂缝带顶部及以上位置,则隔水性抗裂性好,有利于水体下采煤。 覆岩分布规律 掌握采煤引起的覆岩冒落带(见长壁工作面地压)和导水裂缝带的分布规律,可合理确定保安煤柱。导水裂缝带是指受采动影响前后透水性有所增加的部分覆岩。中国研究表明,开采缓倾斜、倾斜厚煤层或分小阶段开采急倾斜煤层时,在煤层坚硬、中硬和软弱的条件下,冒落带和导水裂缝带高度,分别与累计采高和累计回采阶段垂高近似地呈分式函数关系(图2),即随着采高或回采阶段垂高的增加,冒落带和导水裂缝带高度增大的幅度愈来愈小,缓倾斜煤层冒落带和导水裂缝带的分布形态见图1。 开采措施 采用充填及条带或房柱开采法(见柱式采煤法),可有效地减小采矿引起的冒落带和导水裂缝带高度。用长壁垮落法开采时,应采取以下技术措施:①开采缓倾斜及倾斜煤层,采用分层间歇开采法,即上、下分层的开采应有一定的间歇时间。如采用防砂和“煤皮”煤柱,应减少第一、二分层的采厚,以降低其冒落带和导水裂缝带高度。②开采急倾斜煤层,应采用走向长度较大、阶段垂高较小的分阶段间歇开采法。 水体下采煤发生溃水、溃砂或淹井事故的主要原因有:①保安煤柱尺寸太小,以致回采掘进边界接近到水体;②开采方法不当,引起覆岩破坏高度偏大;③地质资料不清,或在采掘中遇到不利的地质构造破坏和风化破碎岩层。 |
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