论保水采煤技术体系

保水采煤研究是我国西北部生态脆弱矿区水资源保护与煤炭高质量开发的理论基础和依据。针对西北部生态脆弱矿区高强度开采对含水层及生态系统的影响和损害问题,阐述了保水采煤的发展历程和科学内涵,保水采煤研究经历了萌芽期、形成期、发展期和成熟期4个阶段,目前已经形成较为完善的技术体系,主要表现在保水采煤理念被广泛接受,保水采煤技术广泛推广应用,保水采煤的效果监测体系已经建成,保水采煤的标准规范体系初步形成。研究认为保水采煤的核心目标是保护具有供水或生态意义的目标含水层结构基本稳定。通过研究分析采煤对含水层扰动评价技术、保水采煤地质条件分区技术和导水裂隙带发育高度预测技术等8项综合保水采煤技术的技术原理、适用条件及工程应用效果,构建了保水采煤的技术体系研究基本框架,为我国西部大型煤炭基地绿色开采、科学开采提供理论与技术支撑。     

小庄矿井采煤对地下水的影响及保水采煤措施

针对煤炭开采易造成地表塌陷及含水层破坏等问题,采用类比法计算了彬长矿区规划新建的矿井——小庄矿井开采导水裂缝带高度,在此基础上分析了采煤对地下水的影响,并提出保水采煤的措施。经计算,采用分层开采时产生的导水裂隙带最大高度为147.84 m,在三盘区将导通安定组隔水层,造成宜君组、洛河组承压含水层破坏,导通区域面积为0.773 6 km2。因此,在可能导通的区域应进行保水采煤以保证安定组隔水层的稳定,从而达到保护具有供水意义的含水层和保障矿井生产安全的双重目的。      

论保水采煤问题

采煤会造成地下水严重渗漏,同时对生态环境影响巨大,保水采煤在陕北地区是非常必要的。本文系统地论述了陕北侏罗纪煤田保水采煤的由来、基本思路、途径及地下水的勘查、开发利用、水源保护区设置等问题,评述了陕北侏罗纪煤田榆神府矿区保水采煤区划,从科学发展观角度,提出了一些保水采煤建议。      

采空区储水干旱区保水采煤新途径

我国西北干旱半干旱地区水资源总体贫乏,但煤炭储量丰富,且埋藏浅。煤炭开采覆岩土破裂常发育到地表,破坏浅表层水资源,造成潜水水位下降、地表水枯竭,生态地质环境恶化,实施水资源保护性开采(保水采煤)是西北干旱地区煤炭科学开采的唯一选择。本文叙述了保水采煤的历史和现状,分析了采空区储水的基本条件和机理,给出了采空区储水的水量预计方法,并以实例说明了采空区储水水量和水质效果,认为采空区储水是西北干旱区浅埋煤层大规模保水开采的最有效途径。     

“中国西部侏罗纪煤田(榆神府矿区)保水采煤与地质环境综合研究”课题

该项目是原煤炭工业部于１９９６年确定的“九五”重点科技攻关课题,由中国煤田地质总局负责,陕西一八五地质队、中煤水文地质局和中国矿业大学等单位协作,历时３年,于１９９８年１２月提交了研究报告。１９９９年４月,国家煤炭工业局主持了鉴定,并通过了评审。项目分３个子课题。第一子课题“榆神府矿区保水采煤研究”,对区内煤、岩、水等地质体的空间形态及特征进行了研究,对煤炭开采和浅层地下水的关系进行了分区,提出了保水采煤的方法和途径,指出了矿区可持续发展的开发方式。第二子课题“榆神府矿区地表水地下水联合调度及矿…     

生态脆弱矿区采煤对泉的影响

陕北榆神府矿区地处毛乌素沙漠和黄土丘陵两大结构系统接壤地带,是典型的生态脆弱带。矿区沙漠区多有泉水出露,泉的分布对陕北煤炭基地供水,维持矿区生态环境及揭示矿区水文地质条件变化,有着至关重要的作用。通过分析采煤后典型泉域地下径流量的变化特征,将矿区煤炭开采对泉的影响分为四级:强烈影响、较强影响、中等影响和轻微影响,并从采煤后上覆岩层移动变形规律、地下水流场变化和地下水位变化三个方面探讨了煤炭开采对泉的影响机理,提出了在保护生态水位条件下科学采煤思路。     

彬长矿区保水与采煤分析

通过对彬长矿区其地质条件、水文地质条件、覆岩结构类型的分析、以及综放开采覆岩破坏导水裂隙带高度的预计,确定了洛河砂砾岩含水层下防水煤岩柱留设的原则,通过对保护水资源重要性与采煤条件的分析,指出了在洛河砂砾岩含水层下采煤是目前彬长矿区在理论上和技术上亟待解决的突出难题之一。     

陕西神南矿区煤炭开采保水煤柱留设分析

陕北榆神府区是我国西部重要的原煤产地,与丰富的煤炭资源比较,水资源贫乏,生态环境脆弱,科学开发利用有限的水资源,促进煤炭基地健康发展至关重要。本文以神南矿区为例,研究了保水采煤保水煤柱留设的科学性,分析了保水采煤的技术措施,提出了针对神南矿区浅埋煤层保水需要而留设保水煤柱尺寸为20～57.2m。     

煤矿(床)水文地质学的研究现状及展望

煤矿(床)水文地质学是研究煤炭资源开发过程中地下水活动规律以及为防止其对采煤工程的不利影响,保护矿区生态环境的一门应用性地质学科,对煤矿安全生产工作具有重要的推动作用。近年来,在保水采煤技术、华北型煤田防治水技术体系、陷落柱发育规律及其治理技术、煤层底板含水层注浆改造保障技术等方面取得了重要进展。随着煤炭开采强度和开采规模的进一步扩大,学科发展面临着诸如老空水及陷落柱探测、矿坑充水条件变化、矿井水患实时评价及治理等重大问题。提出了在学科发展中应优先解决诸如“三高”(高地压、高地温、高水压)地质条件下煤矿突水机理、西部地区煤炭资源开发过程中突水溃砂机理、水资源承载力及其调蓄技术、矿井水资源化及其合理利用研究以及综放开采条件下冒裂带发育规律研究等科学问题。      

榆神矿区采煤失水危险性分区研究

以榆神矿区区域地质资料为依据,总结了该区煤层与含(隔)水层空间组合类型; 采用三维数值模拟方法,根据塑性条件、破坏准则及应力判别,模拟首采煤层与含(隔)水层空间组合类型下导水裂隙带高度; 通过对比钻孔探测法与数值模拟法,发现数值模拟法具有可行性; 利用模拟结果,绘制矿区导水裂隙带高度空间分布图,总结矿区导水裂隙带高度的整体分布规律; 对比导水裂隙带高度与其首采煤层上覆岩层厚度,总结矿区采煤失水危险性,并进行采煤失水危险性分区; 通过控制采煤失水危险区域的采厚可以达到“保水采煤”的效果。本研究对榆神矿区后期安全生产具有重要的理论意义与实际价值。     

浅埋煤层关键隔水层隔水性能及采动影响变化

陕北浅埋煤层开采引起了一系列的生态环境问题,保水采煤成为陕北乃至整个西北地区煤炭资源科学开采的关键。以神南矿区为例,研究了黄土、红土隔水层的隔水性及采煤对其隔水性的影响。神南矿区砂土基型煤层的保水开采的关键隔水层为上覆粘土层,室内、外试验显示：粘土层失稳后流量猛增形成裂隙流,不利于保水采煤;黄土受地面张裂隙发育的剪切作用处于破碎状态,采动后渗透系数表现为数个数量级的变化;红土处于整体下沉带,受附加应力影响表现出较大的塑性变形,采动后渗透性减小,有利于保水采煤。为实现保水采煤,保证粘土层整体不失稳,宜采用回填采空区技术对地面沉降以及土体围压进行控制,当地面沉降量减小时黄土层可保持不失稳,当侧限应力存在时粘土层的稳定性亦可以保持。     

《安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2010）》

本文集从不同层面上反映了陕西省煤炭工业近10多年来安全高效矿井建设和开采技术的创新成果,主要栏目包括综述、矿井建设与巷道支护、开采技术及装备、矿井地质等．收录了69篇具有一定代表性的学术论文,重点突出了保水开采、绿色开采、科学开采在陕西的实践,尤其是陕北侏罗纪煤田一批大型现代化煤矿的建设与生产技术和保水采煤技术、子长矿区薄煤层（0．5m左右）开采技术、瓦斯地质图及其应用技术,在文集中都有详细论述。     

采煤对峰峰矿区黑龙洞泉岩溶水系统影响程度评价

在分析峰峰矿区采煤与黑龙洞泉岩溶水系统关系和矿床水文地质资料基础上,确定开采规模、构造复杂程度和岩溶水水压等9个因素为采煤对黑龙洞泉岩溶水系统水量、水质和环境影响的主要因素,运用基于MAPGIS的层次分析法。就采煤对黑龙洞泉岩溶水系统影响程度进行了评价．将峰峰矿区采煤对黑龙洞泉岩溶水系统影响程度分为强、较强、中等、较小、小五个等级,为矿区煤炭资源科学开采和区域水资源保护提供了依据。     

浅埋煤层开采对地下水资源影响分析

为研究煤层开采对地下水资源循环的影响,本文采用实测值拟合了导水裂隙带发育高度计算公式,并以此为基础分析研究了红柳林煤矿开采对水资源影响分区。结果表明本次研究提出的公式更好地拟合了榆神矿区实测导水裂隙带发育高度;红柳林煤矿开采影响地下水资源的因素包括导水裂隙带、基岩厚度和隔水层厚度,据此煤层开采对红柳林煤矿地下水资源的影响可以分为4个区,失水区主要集中在矿区南部。红柳林煤矿开采南部资源时必须重视对地下水资源的保护,实行保水采煤。     

陕北榆神府矿区煤炭资源开发主要水工环问题及防治对策

分析了榆神府矿区煤炭资源开发所面临的主要水文、工程、环境地质问题。以水文工程地质条件研究为基础 ,给出了榆神府矿区土地沙漠化、水土流失和水环境受开采影响的预期结果。并提出了实现保水采煤的水工环技术方案和工程措施建议。     

榆神矿区最上可采煤层赋存规律及开采危害程度

为研究榆神矿区最上可采煤层赋存及开采对萨拉乌苏组含水层危害程度,依次分析了榆神矿区最上可采煤层赋存特征、最上可采煤层与上覆主要含（隔）水层空间分布规律及组合类型,基于基载比和采高的最上可采煤层覆岩导水裂隙带发育规律、煤层开采对萨拉乌苏组含水层危害程度,将榆神矿区开采受危害程度分为4类:自然保水区、保水采煤区（影响大区和影响小区）、采煤失水区及采煤无水区。结果表明:受构造及剥蚀作用影响,榆神矿区最上可采煤层及上覆基岩呈差异剥蚀,煤露头线从SE向NW呈阶梯状分布,最上可采煤层上覆基岩由NW到SE方向逐渐变薄。榆神矿区西部（三、四期）最上可采煤层开采后对萨拉乌苏组含水层危害程度小或没影响;榆神矿区东部（一、二期）最上可采煤层开采后对萨拉乌苏组含水层危害程度大。      

水体下采煤对地表河流影响及保护措施

由于煤矿矿区范围内各种地表水体存在,在开采过程中为提高煤炭资源回采率,不可避免的对地表水资源、水环境产生影响。为保证水体下采煤安全,以新疆肖西煤矿为例,分析水体下采煤的两个重要影响计算参数导水裂缝带最大高度和防水煤岩柱垂直高度,并提出了水体下采煤保护措施,对矿区矿井水害防治和水资源保护具有重要意义。     

安徽两淮矿区采煤沉陷区综合治理现状与展望

安徽两淮矿区是全国重要的煤炭生产基地,大规模的煤炭资源开采不可避免的造成地表沉陷。通过对两淮采煤沉陷区的现状调查,客观的分析了采煤沉陷引出来的一系列社会危害;介绍了两淮矿区针对采煤沉陷区综合治理的先进模式;并对两淮矿区未来的沉陷区治理提出了几点建议,对推动两淮矿区采煤沉陷区的综合治理和生态修复具有一定的指导意义。     

河兴梁井田烧变岩水水文地质条件分析

叙述了河兴梁井田3-1号煤层上部水文地质、工程地质条件,未来开采3-1号煤层将导致烧变岩水、甚至萨拉乌苏组地下水渗漏和地下水水位下降,使脆弱的陕北地下水系统遭到破坏,难以真正达到保水采煤的目的和保护沙漠生态建设。因此,采前研究分析有效的可持续发展思路和方法,不仅保护了矿区生态环境,还有利于流域生态保护。     

陕北生态脆弱区保水采煤地质条件分区类型研究

生态脆弱区如何实施水资源保护性采煤是一项重大的研究课题,开展相关水文地质工程地质条件勘探测试,进行地质条件分区的研究,是实施保水采煤的重要基础和前提。以陕北典型矿井为例,在勘探测试的基础上,进采前、采后现场压水试验及室内模拟开采覆岩变形破坏过程渗透性变化试验测试等,结果表明煤层采动对上覆岩土体渗透性有不同程度影响。基岩中粉砂岩、泥岩开采前渗透性较小,可作为弱隔水层;煤层开采后,整体移动带内基岩的渗透性出现不同程度的增大,渗透系数提高了约1个数量级,而红黏土渗透性变异不明显,表明红黏土为采后的关键隔水层。按照采动后潜水漏失量、补给量和水位变化关系,将生态脆弱区保水采煤条件划分为不失水区、轻微失水区、一般失水区和严重失水区4种类型,依据水均衡原理推导出4种类型的条件分区确定公式,并给出了应用实例。