煤礦綠色開采

1、一、沙基型淺埋煤層地質(zhì)條件及開采技術(shù)條件特征1、地理地形特征： 神東礦區(qū)地處烏蘭木倫河和窟野河的兩側(cè)：西部為沙漠灘地，沙丘連綿；東部為黃土丘陵，河谷縱橫。 神東礦區(qū)的氣候為典型的半干旱、半沙漠的高原大陸性氣候。該地區(qū)年蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于年降水量，而且由于地形地貌的原因，降水大部分形成地表徑流而流失。另外，該地區(qū)的土壤儲水保肥能力差，同時土壤侵蝕嚴(yán)重。因此，該地區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱。2、地層特征：1）完整地層-以陸相含煤的侏羅系地 層為主，三疊系至第四系自東向西 依次出露； 2）煤系地層-系侏羅系中統(tǒng)延安組， 含5個煤組； 3）基巖巖層-上覆基巖主要由砂巖和 泥巖組成。3、水文地質(zhì)特征：1）大氣降水-神

2、東礦區(qū)降水一般為富 含氧和二氧化碳的重碳酸水；2）地表水-以烏蘭木倫河和悖牛川河 及其支溝所構(gòu)成的水流系統(tǒng)為主；3）地下水-包括第四系河谷沖擊層潛 水和第四系下更新統(tǒng)三門組沙礫層 潛水；4）礦井水-以中性和弱堿性水為主。4、開采技術(shù)狀況：1）大采高綜采技術(shù)-選用PF6刮 板輸送機(jī)，采煤機(jī)的牽引方 式為齒排式無鏈電牽引，兩 柱支頂掩護(hù)式支架，采用整 芯帶，同時帶寬和功率相同 的兩條膠帶搭接。2）短壁機(jī)械化連采技術(shù)-主要 設(shè)備有連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆 機(jī)和運煤車等。二、沙基型淺埋煤層保水開采機(jī)理及技術(shù)1、保水開采的目標(biāo)含水層： 神東礦區(qū)屬于典型的沙基型煤層，煤層上覆巖層基本上屬于中等穩(wěn)定與不穩(wěn)定類型。

3、同時，煤層上覆巖層含水性較弱，因此對神東礦區(qū)范圍內(nèi)淺埋煤層的保水開采主要是在開采過程中保護(hù)第四系松散層孔隙潛水和砂礫層潛水。2、沙基型淺埋煤層采動覆巖裂隙 分布特征分析：1）沿層面方向的巖層移動與裂隙分布特征 分析-破斷裂紋先沿工作面后方出現(xiàn)， 隨工作面推進(jìn)前方也出現(xiàn)裂紋，裂紋擴(kuò) 大并在四周貫通；2）沿垂直層面方向的巖層移動與裂隙分布 特征分析-工作面基本頂初次來壓時， 覆巖直至地表整體切落，頂板周期性垮 落時，頂板及其上覆厚松散沙層也幾乎 是整體下沉。3、上覆巖層滲流特征：1）巖體裂隙-巖體裂隙的重要表現(xiàn)是節(jié) 理起伏形態(tài)及節(jié)理張開度。從宏觀上 分為接觸型裂隙和張開型裂隙，按結(jié) 構(gòu)可分為層面裂

4、隙和構(gòu)造裂隙，依作 用則分為主干裂隙和網(wǎng)絡(luò)狀裂隙。2）裂隙巖體中地下水運動規(guī)律-溝槽流 現(xiàn)象、差異性、各向異性和成層性。3）滲流的影響因素-巖性、非均質(zhì)層狀 巖體滲流場、裂隙面的粗糙率、地應(yīng) 力的耦合、變形的耦合和不連續(xù)面非 飽和滲流。4、保水開采機(jī)理分析： 單一關(guān)鍵層保水開采機(jī)理-破斷巖塊得到壓實，巖層的裂隙率、滲透性、導(dǎo)水性明顯降低，同時導(dǎo)水通道中的軟弱巖體在破斷過程中形成的細(xì)碎顆粒及時充填裂隙空間，以及地下水在涌水過程中產(chǎn)生的動能對細(xì)碎顆粒動力沖擊造成的充填作用，使得入水通道很難通暢，甚至閉合，松散層水體難以涌入采場，從而實現(xiàn)保水開采。三、沙基型淺埋煤層保水開采分類體系1、保水開采分類方

5、法及分類指標(biāo)：1）保水開采分類方法-選取“多 因素綜合指標(biāo)分類”方法，對 淺埋煤層保水開采適用條件進(jìn) 行分類。2）綜合分類指標(biāo)-選取導(dǎo)水裂隙 帶高度作為保水開采適用條件 分類的綜合指標(biāo)。2、松散含水層富水性分類： 根據(jù)國內(nèi)煤礦松散含水層水體下采煤的經(jīng)驗，一般將松散含水層水體劃分成5種類型，如下表所示：含水層類型富水強度厚度：m單位涌水量：L/（s*m）滲透系數(shù)：m/d極強3010505150.15110弱150.0050.10.011極弱10.0050.013、淺埋長壁工作面保水開采適用 條件分類：類別內(nèi)容基巖厚度：m強或中等含水層弱含水層長壁工作面開采容易區(qū)75857080長壁工作面開采中等區(qū)65756070長壁工作面開采困難區(qū)556550604、淺埋短壁連采工作面保水開 采