In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.水库下采煤的安全性分析
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水库下采煤的安全性分析正式版
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摘要：水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全，同时还要保护地表水资源和水库坝体的安全。根据水体下采煤的技术理论，在现场调研的基础上，结合煤矿具体的地质采矿条件，进行了上覆岩层破坏高度的计算、地表移动和变形的预计，从而对水库水体下采煤的安全性进行分析、评价和论证。结果表明：各工作面开采以后，上覆岩层中导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间有较厚的基岩岩柱，即导水裂缝带不会波及到地表水水库。同时,根据地表移动和变形预计结果,
分析了各工作面开采对水库坝体的影响。最后提出了相应的技术措施，确保水库下安全采煤。
关键词：水库; 堤坝; 水体下采煤; 采动损害
国内外水体下采煤已有 100 多年的历史，各主要产煤国家在海下、河流下、湖泊下、含水的松散层和含水的岩层下、人工修建的蓄水工业建筑物下、充水的巷道与采场下进行了大量的试验开采工作。英国、日本、加拿大、智利和澳大利亚还成功地进行了海下采煤;美国则非常重视长壁开采对地表河流甚至小溪的影响。我国煤炭资源分布广，不仅平原地区、丘陵和山区的地下蕴藏着丰富的煤炭资源，而且各
类水体下压煤量也很大[1-2 ]。长期以来，我国积累了丰富的水体下、湖泊下及河下的采煤经验[ 3-4 ],水体下采煤技术已处于领先地位。据统计我国在各类水体下，已安全采出超过 2 亿 t 煤炭，如我国已在淮河堤下采煤取得了巨大成功
[ 5 ],龙口矿区已经成功地进行海底下采煤等。
水体下采煤技术是涉及到采矿、地质、岩石力学等多学科领域[6-7 ]。研究水体下采煤技术的目的是实现水体下的安全采煤。根据地质采矿条件及开采方案设计，进行综合计算、分析和评价，可以为实现水体下安全采煤提供技术保证。因此，正确评价和分析水体下采煤的安全
性，实现水体下的安全采煤，对于确保煤矿安全生产，提高煤炭资源采出率缓解矿井采掘接替紧张的矛盾、保护地表水和地下水资源等都具有十分重要的现实意义。
郑州煤电(集团)公司米村煤矿 26 扩大区地表有一水库，该水库是影响 26 扩大区安全开采的主要水体。水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全同时还要保护地表水资源。为确保在此水体下安全采煤，采前必须对水库下采煤的安全性进行分析研究，以便根据实际情况采取相应的技术措施。本文在收集现场地质采矿资料和有关观测资料的基础上，结合米村煤矿具体的地质采矿条件，对水库水体下采煤的安全性进行了研究和论证。
1 地质采矿条件及水库情况
1.1 地质采矿条件
米村煤矿 26 扩大区地面标高为 + 272.5～ +280.6 m。走向长200～1 050 m，倾向长340～590 m地质储量约2. 58 Mt，可采储量约 2.19 Mt 。该采区地面西北高,东南低,沟谷发育,黄土覆盖层较厚。采区整体为一单斜构造,无大的断裂构造,地质条件简单。含煤地层为石炭纪、二迭系含煤岩系。开采煤层为二1 煤,上限标高– 20.0 m，下限标高– 118.0 m，煤层厚度为 1.7～12. 31 m，平均为6. 25 m，倾角为8° ～12°。上覆岩层主要由中、细粒砂岩，粉砂岩，砂质泥岩,泥岩等岩层组成，煤层顶底板的赋存情况见表 1。
表 1 顶底板岩性特征
采区已开采工作面距离水库和坝体较远，待开采工作面分别为26071，260071，260061，260051 和260041 等,坝体位于260071，260061 工作面之上，目前正在开采 26071 工作面，采用放顶煤采煤法。开采方案布置平面图见图 1。
1.2 水库情况
26 扩大区地表除村庄以外，有宋沟水库及其坝体。水库位于 26 扩大区的中西部。据现场调查，该水库水面标高约为 + 274.5 m，该水库最深处约有17～18 m，其深度边界为水体的底界面，最低标高约为
+ 256.5～ + 257.5 m。宋沟水库属季节性蓄水，水库面积约 3. 2 万 m2,蓄水量约 20～30 万m3,该水库的水源主要为煤矿的井下排水和大气降水。水库蓄水的坝体由料石砌和黄土堆积而成，迎水面边坡角约为45°～50°。坝体上表面为柏油路面，路面标高约为 + 278 m。2水库下采煤安全性分析
2.1上覆岩层破坏高度的计算分析
影响上覆岩层破坏形态和导水裂缝带发育最大高度的因素很多，如上覆岩层的力学性质及结构特征、采煤方法和顶板管理方法、煤层倾角、煤层厚度及开采强度等[8-9 ]。当煤层埋藏条件和采煤方法确定后，则覆岩的力学性质及结构特征与覆
岩的破坏高度密切相关。如果采区上覆岩层为脆性岩层，受开采影响后容易断裂，所以覆岩破坏高度大。如覆岩为塑性岩层，受开采影响后不易断裂但容易下沉，能使冒落岩块充分压实，最终表现为覆岩破坏高度降低。因此，根据覆岩岩层的强度特征及煤层开采厚度来确定覆岩破坏高度。
2.1. 1 覆岩类型分析
根据 26 扩大区内水库附近钻孔柱状图，煤层上覆岩层主要由中、细粒砂岩，粉砂岩，砂质泥岩，泥岩等岩层互层组成。经统计分析可知：砂岩、粉砂岩、泥岩所占体积比大约为
0.31 ∶0.06 ∶0.63，计算确定覆岩岩性
属软弱偏中硬型。因此，按软弱和中硬两种岩性分别进行计算。
2.1.2 覆岩破坏高度计算公式
覆岩破坏高度与许多地质采矿条件有关，但目前尚无统一的多元相关的表达式。因此计算采用经验公式。根据分析的覆岩岩性及煤层埋藏条件，按文献[ 10 ]给出的缓倾斜条件下厚煤层开采时的垮落带和导水裂缝带高度的计算公式进行计算，计算公式见表 2。
采用放顶煤一次采全高时，上覆岩层破坏高度与分层开采相比较为严重，因此为了安全起见，覆岩破坏高度取较大值。公式后± 取 +号。
表 2 覆岩破坏高度计算公式
2.1. 3 计算结果及分析
按上述计算公式对水库下附近区域的计算点进行了计算，给出了垮落带高度、导水裂缝带高度以及导水裂缝带最大标高，计算结果见表 3。
表 3 覆岩破坏高度计算
对于缓倾斜煤层，开采以后垮落带的边界位于采空区边界范围以内，导水裂缝带的边界位于采空区边界范围以外。垮落带和导水裂缝带均呈马鞍形，导水裂缝带的最高点位于采空区倾斜方向的上部。本采区开采后上覆岩层的破坏空间形态符合一般规律。根据水库附近钻孔柱状图，基
岩顶部标高约为 + 188 m，而导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间的基岩岩柱厚度均在 200 m 以上，再加上约55 m 厚的第四系砂质黏土的隔水作用，导水裂缝带是不会波及地表上的水体——宋沟水库，即导水裂缝带不会形成矿井水灾的通道。26 扩大区开采范围及开采上限已经确定，为了验证开采上限的可行性及合理性，进一步分析防水安全煤岩柱及其安全系数，在防水安全煤岩柱计算过程中，对覆岩按“中硬” 和“软弱” 两种类型进行计算。各计算点防水安全煤岩柱尺寸及安全系数如表 3 所示。从表中结果可知，各计算点的安全系数最小为2.22，即各点的防水安全煤岩柱尺寸均远小于基岩
岩柱尺寸，导水裂缝带未波及水库水体。所以 26 扩大区各工作面在开采上限以下采煤从导水裂缝带分析是安全的。
但是，除导水裂缝带，煤矿顶板水害的导水通道还可能有不良封闭钻孔、上通式导水陷落柱、岩溶塌落洞、导水断层与裂隙等。如由构造断裂形成的断层破碎带，往往具有较好的透水性，会形成充水的良好通道[ 11 ]。因此，在位于水库下部的工作面采掘过程中，必须制定专项矿井水害防治技术措施，加强各工作面工程地质构造的研究、探测工作，并进行水文观测、水文地质综合勘探工作。
2.2地表移动和变形及其影响分析
2. 2. 1下沉的影响分析
不均匀的下沉有可能影响水库坝体的安全使用，为此进行了地表移动和变形预计[12-16 ]。根据预计结果，进行了如下计算：设水库的总面积为 S，平均水深为h，发生沉降的面积为 S1，平均下沉值为h1，坝体下沉值 h坝。则开采后,水库水位下降 h2 为
h2 = S1 h1 / S. (1)
开采后水位相对于坝顶上升的高度 h 相为
h相 = h坝- h2. (2)
根据调查，开采之前坝顶距水面高差为 3.5m，按设计开采顺序，各工作面开采以后，水库水面与坝顶高差相对变化值 h 相和绝对高差 h绝见表 4所示。其中在
开采 26071 工作面后水库水面与坝顶的距离最小。由于坝体沉陷以后水库水面与坝顶的距离较小，应采取一定措施，如加高加宽坝体、最大限度地降低坝体溢水口的标高进行疏放水等。
表 4 各工作面开采后坝顶与水面高差
2. 2. 2 水平变形的影响
根据规定[10 ]：有溢水口的坝体，允许的拉伸变形为 6 mm/ m，极限拉伸变形为 9 mm/ m。根据预计结果工作面开采后，坝体承受的最大拉伸变形值为 5.74 mm/ m，小于允许的拉伸变形值。因此，按照原设计进行开采是可行的，但须采取铺设土工膜防渗层以及裂缝灌浆法加固等
技术措施。
1) 铺设土工膜防渗层：土坝坝体裂缝是一种较常见的病害现象,裂缝中的渗流引起了管涌危害或破坏坝体，尤其横向裂缝最危险。水库坝体由于受到采动影响，造成坝体不均匀沉降，坝体会出现裂缝，因此坝体迎水坡要铺设土工膜防渗层。
2) 裂缝灌浆法加固：结合煤矿实际情况，确定在开采过程中采取裂缝灌浆法对坝体进行维护和加固。灌浆法是利用压力使浆液通过管道钻孔注入裂缝内，浆液在压力作用下析水后密实、胶结，堵塞裂缝，达到加固防渗之目的。 2.3 工程类比分析
表 5 是我国部分水体下开采厚煤层的
实例，表中所列为开采煤层厚度大于或等于 5. 0 m，其采深采厚比一般在 10 上下，采后矿井涌水量无明显变化，这至少说明在表列条件下，水体对矿井开采没有构成威胁。 26 扩大区中西部采深采厚比达到 67～86，且第四系松散层厚度较大，类比结果进一步表明 26 扩大区在宋沟水库下进行采煤是可行的。
表 5 水体下厚煤层采煤实例
3结论
1) 在现场调研、收集地质采矿资料的基础上，根据水体下采煤的技术理论，结合具体的地质采矿条件，通过上覆岩层破坏高度的计算、地表移动和变形的分析，
对水库水体下采煤的安全性进行分析、评价和论证，为实现水库下安全采煤提供技术保证。这对于确保煤矿安全生产，提高煤炭资源采出率，保护地表水资源和水库坝堤的安全等具有重要意义。
2) 分析计算结果表明：本采区开采后上覆岩层的破坏空间形态符合一般规律。导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间的基岩岩柱厚度均在 200 m以上，再加上大约 55 m 厚的第四系砂质黏土的隔水作用,导水裂缝带是不会波及到地表水体(宋沟水库) 。各计算点的安全系数均在2.22以上，能够保证各工作面安全地开采。
3) 鉴于坝体沉陷后水库水面与坝顶距
离较小(采前坝顶距水面高差为 3.5 m 时，采后为 1. 854m)，为确保水库下安全采煤，根据实际情况，提出了降低坝体溢水口标高，坝体裂缝的防治措施(铺设土工膜防渗层、灌浆法加固)等技术措施，确保坝体的安全运行。
参考文献：
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ZOU Yin2sheng , WEN Xue2kuan.
兴文县黄家沟煤业有限责任公司 “三下”开采调查及深陷治理报告 编制人：苟宇 技术负责人：袁仁启 矿长：何泽奎 二0一四年
兴文县黄家沟煤业有限责任公司 “三下”开采调查及沉陷治理报告 为了防治煤矿在地面建筑物、河流、交通公路等“三下”开采造成隐患，并严格制定措施进行保护，消除安全隐患。因此，特制定“三下”开采及沉陷治理报告： 一、地理位置 兴文县黄家沟煤业有限责任公司黄家沟煤矿属川办函〔2007〕16号批准的资源整合矿井，由“兴文县黄家沟硫铁矿煤矿” 和“兴文县仙锋乡昌宏煤源有限责任公司（黄家沟井）”整合后组建的矿井。矿山位于四川省兴文县先锋硫煤矿区新塘矿段第38—55号勘探线之间，行政区划隶属兴文县仙峰乡团结村四组，矿区面积2.0177km2。 新塘矿段位于四川盆地南缘，属四川省宜宾市兴文县管辖，矿段呈北西—南东向展布，东端55线与新华矿段分界，西端38线与周家矿段分界，东西长3.4km，南北宽约6km，面积约24 km 2。本矿东西走向长度范围与新塘矿段基本一致。 矿山有2.5km简易公路与兴文县至珙县的公路相接，北东距兴文县城古宋公路里程约70km，西至珙县火车站45km，交通较为方便，煤炭资源的开发具有较好的交通运输条件 二、地质、地貌 兴文县地处四川盆地南缘向云贵高原过渡地带，系盆南山地地貌类型。由于仙峰山隆起，横亘东西，将全县分为南北两翼。县境北部为北低南高地形，最低海拔275.6米。县境南部为北高南低地形，海拔501米至
1795.1米。县境北部、东部地势起伏较小，分布为大小不等的山间盆地和河谷平原，中部、南部群山参差，沟谷穿插，地貌破碎。全县可分为槽坝、丘陵、低山、中山四种地貌类型。 槽坝地貌主要分布在县境东北部。自大坝经金鹅，绕县境东北。经博泸至玉屏。东西长60多公里，南北宽3-６公里。坝内相对高差15-30米。面积在3000亩以上的坝有20个。槽谷相接，坝坝相连，偶有孤山、石笋兀立，由三迭系飞仙关组暗紫色页岩母质形成冲积土，深厚肥沃，光、热、水条件好。 丘陵地貌主要分布在县境北部边缘。由低丘、中丘、高丘组成。低丘在丘陵腹部，海拔275.6米至300米，相对高差在20-30米；中丘位于低丘两侧，海拔300-400米，相对高差50-100米；高丘由一些较大的单斜山、方山、斜状山组成，在中丘两侧，海拔400-600米，相对高差100-200米。 低山中谷地貌主要分布在县境中部地区。由许多单斜峰丛和长岗山体组成，重峰叠嶂，断续延伸。东起高滩、义合，西止玉屏、博泸，长40多公里，宽约２公里。坡向南北倾斜，北低南高。坡度北缓南陡，10°－40°左右。岭谷之间海拔400－1000米，相对高差500－622米。境内有三道较大的长岗山山梁。由三迭系须家河组、飞仙关组、志留系韩家店组等岩层发育而成，群众俗称为冷砂梁子、黄砂梁子、油砂梁子。山高坡陡，水土流失严重，土多田少，土地瘦薄。 中山窄谷地貌主要分布在县境南部地区。由一系列单斜山、环状山组成，群峰耸立，起伏变化较大，海拔501－1795.1米，相对高差1294.1
第一章开采引起的岩层与地表移动 煤矿开采的三性特殊性、艰巨性和困难性； 特殊困难条件下的开采 三下一上（建筑物下、铁路下、水体下和承压水上）；有冲击地压危险的煤层；有煤与瓦斯突出危险的煤层；三软煤层；深部；边角煤；极薄煤层。 采用特殊开采工艺方式 短壁开采；充填采煤；上行开采；水力采煤；煤与煤层气共采；煤的地下气化 1、下沉及变化规律 主断面内地表移动向量的铅直分量,用W表示。坐标O点:最大下沉值处的地表点W坐标轴向下为正，单位为mmx坐标轴向右为正，单位为mW=W（x）最大下沉值在盆地中央，Wo=W5； x增加，W由零增加到最大，而后又趋于零W（-x）=W（x）；边界点由d0决定；下沉曲线凹凸分界的拐点处，下沉值约为最大值的一半 2、倾斜 倾斜是指地表单位长度内下沉的变化，用i表示单位为mm/m，i坐标轴向下为正 倾斜是地表下沉的一阶导数，i(x) 正负号的决定：① i=tga 下沉曲线的切线与x轴正向所夹锐角为+a时,倾斜为正; 下沉曲线的切线与x轴正向所夹锐角为-a时倾斜为负。 倾斜的正负号的物理意义；垂直于地表下沉曲线的杆状物倾倒的趋向与x轴正向相同时，倾斜为正；杆状物倾倒的趋向与x 轴负向相同时倾斜为负。 3、水平移动 水平移动-地表移动向量的水平分量,用U表示，单位为mm，U=U（x）,有两组方向不同的水平移动
规定:正值的水平移动与x轴的正方向一致 负值的水平移动与x轴的负方向一致 水平移动U（x）和倾斜i（x）的变化趋势同步他们之间相差一个有单位的比例系数B 4、曲率 地表单位长度内倾斜的变化，用K表示，单位为mm/m2或 10-3/m。 曲率坐标轴向上为正 . 正负号 倾斜曲线的切线与x轴正向所夹锐角为+a时,曲率为正; 倾斜曲线的切线与x轴正向所夹锐角为-a时曲率为负。 曲率正负号的物理意义 ; 正曲率的物理意义是地表下沉曲线在地面方向凸起或在煤层方向下凹.负曲率的物理意义是地表下沉曲线在地面方向下凹或在煤层方向凸起 5、水平变形 水平变形—单位长度上水平移动的变化 用 e 表示，坐标向上为正，单位：mm/m 正负号 用tga，水平移动曲线的切线与x轴正向所夹锐角为+a时,曲率为正; 水平移动曲线的切线与x轴正向所夹锐角为-a时曲率为负。 水平变形正负号的物理意义 . 水平变形正值的物理意义为地表受拉伸变形,负值的物理意义为地表受压缩变形。 水平变形的变化规律 两个相等的正极值和两个相等的负极值 正极值为最大拉伸值，位于边界点和拐点之间； 负极值为最大压缩值，位于两个拐点之间； 盆地边界点、拐点和中点处水平变形为零；
“三下一上”采煤理论技术 1.“三下一上”采煤技术现状 建筑物下、铁路下、水体下、承压水体上开采，简称“三下一上”开采。 据目前不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”压煤量达到140亿吨以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60%以上，水体下（包括承压废岩水上）压煤占28%左右，铁路下压煤占12%左右，然而，到目前为止，我国仅从“三下”采出的煤炭约有10亿吨，只占整个“三个”压煤量的7%左右。 随着一些大中型煤矿开采时间的增长及其地表乡镇企业和农村住宅的建设和扩展，目前，已有很大一部分矿井已无较为正规完整的采区可供开采，造成很多矿井有储量而无法大规模开采的局面。而有些矿井强行开采（不管对地表的影响），有些矿井因采掘接替协调顺序不对进行开采，引起对地表设施的大量或不该有的损坏，造成巨大的经济损失和紧张的工农关系，严重影响了煤矿企业的生产和经济效益。 从目前调查的结果得出，几乎所有的井下开采的煤炭大中型企业，都面临着大量的“三下”压煤问题，这些“三下”压煤量占目前矿井储量的10~15%，个别的甚至更多。因此，如何逐步开采“三下”压煤，或如何规划矿井的采掘接替顺序，把对地表的影响控制在最低限度；或者如何搭配开采“三下”压煤，有计划地控制逐年的采动损害赔偿；或者以经济效益为第一要素采用一些特殊的开采方法,在不影响地表建（构）筑物的前提下部分开采出一些“三下”压煤量。这些都是目前煤炭企业已经面临而必须研究解决的问题。 1．1 建筑物下采煤 建筑物下开采是指那些不适合搬迁的城镇、工厂、居民区、村庄等所压矿层的开采，其中包括井筒矿柱的回收。做到即采出资源，又要保护地面建筑物。采取的措施主要是在井下开采时采取一些不同于普通的开采方法，以减少地面移动与变形，另外对地面的建筑物或构筑物采取加固与维修的方法，使其所受的采动影响和破坏程度在其本身允许的范围之内。这在国内外都取得了诸多成
水库下采煤的安全性分 析 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
水库下采煤的安全性分析摘要：水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全，同时还要保护地表水资源和水库坝体的安全。根据水体下采煤的技术理论，在现场调研的基础上，结合煤矿具体的地质采矿条件，进行了上覆岩层破坏高度的计算、地表移动和变形的预计，从而对水库水体下采煤的安全性进行分析、评价和论证。结果表明：各工作面开采以后，上覆岩层中导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间有较厚的基岩岩柱，即导水裂缝带不会波及到地表水水库。同时,根据地表移动和变形预计结果,分析了各工作面开采对水库坝体的影响。最后提出了相应的技术措施，确保水库下安全采煤。 关键词：水库;堤坝;水体下采煤;采动损害 国内外水体下采煤已有100多年的历史，各主要产煤国家在海下、河流下、湖泊下、含水的松散层和含水的岩层下、人工修建的蓄水工业建筑物下、充水的巷道与采场下进行了大量的试验开采工作。英国、日本、加拿大、智利和澳大利亚还成功地进行了海下采煤;美国则非常重视长壁开采对地表河流甚至小溪的影响。我国煤炭资源分布广，不仅平原地区、丘陵和山区的地下蕴藏着丰富的煤炭资源，而且各类水体下压煤量也很大[1-2]。长期以来，我国积累了丰富的水体下、湖泊下及河下的采煤经验[3-4],水体下采煤技术已处于领先地位。据统计我国在各类水体下，已安全采出超过2亿t煤炭，如我国已在淮河堤下采煤取得了巨大成功[5],龙口矿区已经成功地进行海底下采煤等。
水体下采煤技术是涉及到采矿、地质、岩石力学等多学科领域[6-7]。研究水体下采煤技术的目的是实现水体下的安全采煤。根据地质采矿条件及开采方案设计，进行综合计算、分析和评价，可以为实现水体下安全采煤提供技术保证。因此，正确评价和分析水体下采煤的安全性，实现水体下的安全采煤，对于确保煤矿安全生产，提高煤炭资源采出率缓解矿井采掘接替紧张的矛盾、保护地表水和地下水资源等都具有十分重要的现实意义。 郑州煤电(集团)公司米村煤矿26扩大区地表有一水库，该水库是影响26扩大区安全开采的主要水体。水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全同时还要保护地表水资源。为确保在此水体下安全采煤，采前必须对水库下采煤的安全性进行分析研究，以便根据实际情况采取相应的技术措施。本文在收集现场地质采矿资料和有关观测资料的基础上，结合米村煤矿具体的地质采矿条件，对水库水体下采煤的安全性进行了研究和论证。 1地质采矿条件及水库情况 1.1地质采矿条件 米村煤矿26扩大区地面标高为+272.5～+280.6m。走向长200～1050m，倾向长340～590m地质储量约2.58Mt，可采储量约2.19Mt。该采区地面西北高,东南低,沟谷发育,黄土覆盖层较厚。采区整体为一单斜构造,无大的断裂构造,地质条件简单。含煤地层为石炭纪、二迭系含煤岩系。开采煤层为二1煤,上限标高–20.0m，下限标高–118.0m，煤层厚度为1.7～12.31m，平均为6.25m，倾角为8°～12°。上覆岩层主要
开采沉陷形成机理及其预测方法 有用矿物被采出以后，开采区域周围的岩体的原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。在此过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏(开裂、冒落等)，这种现象称为“开采沉陷”(Mining subsidence)。 有用矿物的开采可以是井工方法开采，也可以是露天方法开采；开采的有用矿物可以是层状的也可以是非层状的。本材料主要指的是层状有用矿物(特别是煤层)的井工开采，“开采沉陷”也是特指煤层地下开采后产生的开采沉陷。 岩体本身是一种非常复杂的介质，它不仅是出各种不同性质的岩层组成，而且还由于各种地质作用(如褶皱、断层、开裂、火成岩侵入、陷落柱等)而产生了大量的不连续面。岩体在受到各种不同开采方法的开采影响时，产生的开采沉陷是一个在时间和空间上都是非常复杂的过程。在时间上来说，在移动过程中，开采沉陷的形式和大小在不同的时间是不同的，也就是说，此时的开采沉陷是“动态的”；随着时间的推移，开采沉陷的形式和大小逐渐趋向于稳定，开采沉陷变成“静态的”或“最终的”。从空间上来说，若地下开采的范围较小、开采的矿物的埋藏深度较大，则开采沉陷波及的范围往往只局限于开采区域周围的岩体；若开采范围较大、开采矿物的埋藏深度较小，则开采沉陷波及的范围就会从岩体发展到地表，引起“地表移动”。由于人类的生产和生活活动大部分都是在地表进行，所以地表移动对人类的影响更为普遍。 第一节煤矿地下开采引起的地表移动与变形 一、地表移动的形式 所谓地表移动，是指采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形，在地表沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动。开采引起的地表移动过程，受多种地质采矿因素的影响，因此，随开采深度、开采厚度、采煤方法及煤层产状等因素的不同，地表移动和破坏的形式也不完全相同。在采深和采厚的比值较大时，地表的移动和变形在空间和时间上是连续的、渐变的，具有明显的规律性。当采深和采厚的比值较小(一般小于30)或具有较大的地质构造时，地表的移动和变形在空间和时间上将是不连续的，移动和变形的分布没有严格的规律性，地表可能出现较大的裂缝或塌陷坑。地表移动和破坏的形式，
水库下采煤的安全性分析 摘要：水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全，同时还要保护地表水资源和水库坝体的安全。根据水体下采煤的技术理论，在现场调研的基础上，结合煤矿具体的地质采矿条件，进行了上覆岩层破坏高度的计算、地表移动和变形的预计，从而对水库水体下采煤的安全性进行分析、评价和论证。结果表明：各工作面开采以后，上覆岩层中导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间有较厚的基岩岩柱，即导水裂缝带不会波及到地表水水库。同时,根据地表移动和变形预计结果,分析了各工作面开采对水库坝体的影响。最后提出了相应的技术措施，确保水库下安全采煤。 关键词：水库;堤坝;水体下采煤;采动损害 国内外水体下采煤已有100多年的历史，各主要产煤国家在海下、河流下、湖泊下、含水的松散层和含水的岩层下、人工修建的蓄水工业建筑物下、充水的巷道与采场下进行了大量的试验开采工作。英国、日本、加拿大、智利和澳大利亚还成功地进行了海下采煤;美国则非常重视长壁开采对地表河流甚至小溪的影响。我国煤炭资源分布广，不仅平原地区、丘陵和山区的地下蕴藏着丰富的煤炭资源，而且各类水体下压煤量也很大[1-2]。长期以来，我国积累了丰富的水体下、湖泊下及河下的采煤经验[3-4],水体下采煤技术已处于领先地位。据统计我国在各类水体下，已安全采出超过2亿t煤炭，如我国已在淮河堤下采煤取得了巨大成功[5],龙口矿区已经成功地进行海底下采煤等。
水体下采煤技术是涉及到采矿、地质、岩石力学等多学科领域[6-7]。研究水体下采煤技术的目的是实现水体下的安全采煤。根据地质采矿条件及开采方案设计，进行综合计算、分析和评价，可以为实现水体下安全采煤提供技术保证。因此，正确评价和分析水体下采煤的安全性，实现水体下的安全采煤，对于确保煤矿安全生产，提高煤炭资源采出率缓解矿井采掘接替紧张的矛盾、保护地表水和地下水资源等都具有十分重要的现实意义。 郑州煤电(集团)公司米村煤矿26扩大区地表有一水库，该水库是影响26扩大区安全开采的主要水体。水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全同时还要保护地表水资源。为确保在此水体下安全采煤，采前必须对水库下采煤的安全性进行分析研究，以便根据实际情况采取相应的技术措施。本文在收集现场地质采矿资料和有关观测资料的基础上，结合米村煤矿具体的地质采矿条件，对水库水体下采煤的安全性进行了研究和论证。 1地质采矿条件及水库情况 1.1地质采矿条件 米村煤矿26扩大区地面标高为+272.5～+280.6m。走向长200～1050m，倾向长340～590m地质储量约2.58mt，可采储量约2.19mt。该采区地面西北高,东南低,沟谷发育,黄土覆盖层较厚。采区整体为一单斜构造,无大的断裂构造,地质条件简单。含煤地层为石炭纪、二迭系含煤岩系。开采煤层为二1煤,上限标高–20.0m，下限标高–118.0m，煤层厚度为
第十一章水体下（上）采煤技术 水体下（上）采煤特点 （1）水体下（上）采煤对地表变形量的大小关心较少，主要关心破裂岩体是否触及到水体；（2）保护对象一般来说不是水体而是矿井本身； （3）水体是一整体，只要破裂带触及到水体，就会使水大量溃入井下，淹没矿井，因此水体必须作为整体加以保护 矿区水体主要分为地表水和地下水两大类 潜水位：潜水面上任意点的绝对标高称为潜水位标高 潜水面：潜水所具有的自由表面称潜水面 从对水体下采煤的要求出发，将采空区上覆岩层按破坏程度划分为三带：垮落带、裂缝带和整体弯曲带 导水裂缝带：冒落带、裂缝带合称导水裂缝带 导水裂缝带分为四个区：垮落性破坏区、严重开裂区、一般开裂区、微小开裂区 影响覆岩破坏规律的因素 （一）覆岩力学性质和结构特征 （二）煤层倾角 （三）采煤方法和顶板管理方法 （四）开采面积 （五）开采厚度 （六）时间因素 （七）重复采动 水体下采煤技术措施：留煤柱、处理水体、开采措施 一、留设安全煤岩柱 目的：使导水裂缝带不触及水体或触及水体但不会使水大量涌入井下，达到安全采矿的目的。安全煤岩柱：在水体和矿层开采上限之间留设一定垂深的岩层块段和矿层 安全煤岩柱可分为：防水安全煤岩柱、防砂安全煤岩柱和防塌安全煤岩柱 1．防水安全煤岩柱 在水体底界面至矿层开采上限之间所留设的防止水体中的水溃入井下的煤和岩层块段称为防水安全煤岩柱 2.留设防砂安全煤柱 在松散弱含水层底界面至煤层开采上限之间为防止流砂溃入井下而保留的煤岩层区段称为防砂安全煤岩柱 3.留设防塌煤岩柱 在松散粘土层或已经疏干的松散含水层底界面至煤层开采上限之间设计的用于防止泥砂塌入采空区岩层区段称为防塌煤岩柱 二、水体处理措施 （一）疏降水体 （二）处理水体补给来源
内部编号：AN-QP-HT344 版本/ 修改状态：01 / 00 The Production Process Includes Determining The Object Of The Problem And The Scope Of Influence, Analyzing The Problem, Proposing Solutions And Suggestions, Cost Planning And Feasibility Analysis, Implementation, Follow-Up And Interactive Correction, Summary, Etc. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 水库下采煤的安全性分析通用范本
水库下采煤的安全性分析通用范本 使用指引：本解决方案文件可用于对工作想法的进一步提升，对工作的正常进行起指导性作用，产生流程包括确定问题对象和影响范围，分析问题提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，执行，后期跟进和交互修正，总结等。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 摘要：水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全，同时还要保护地表水资源和水库坝体的安全。根据水体下采煤的技术理论，在现场调研的基础上，结合煤矿具体的地质采矿条件，进行了上覆岩层破坏高度的计算、地表移动和变形的预计，从而对水库水体下采煤的安全性进行分析、评价和论证。结果表明：各工作面开采以后，上覆岩层中导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间有较厚的基岩岩柱，即导水裂缝带不会波及到地表水水库。同时,根据地表移动和变形预计结果,分析了各工作面开采对水库坝体的影响。最后提出了相应的技术
水体下采煤 地下开采对水体的影响、安全煤岩柱与水体下压煤开采条件、水体下采煤安全技术措施、厚含水冲积层下开采厚煤层缩小防水煤柱、矿井充水条件下的河下采煤规律、准南矿区水体下编号：HD-42680 规格：四册+1CD 册数： 作者：孙文华 定价：998 售价：打惊爆折扣出版 社： 中国煤炭出版 社 出版日期：2005年 商品介绍：三下采煤技术实用手册购买指南 三下采煤技术实用手册简介： 地下开采对水体的影响、安全煤岩柱与水体下压煤开采条件、水体下采煤安全技术措施、厚含水冲积层下开采厚煤层缩小防水煤柱、矿井充水条件下的河下采煤规律、准南矿区水体下采煤技术经验、滨河地区含水砂层下采煤技术经验、邢台煤矿缩小巨厚冲洪积层防水煤柱技术经验 第一篇三下采煤概论 第一章我国三下采煤概况 第二章地下开采引起的岩层与地表移动规律 第三章三下煤层地下气化研究 第二篇建筑物下采煤 第一章国内外建筑物下采煤概况 第二章建筑物下压煤开采的条件 第三章建筑物下采煤的井下开采措施 第四章减小地表变形的采矿措施 第五章地下开采引起的建筑物变形与破坏 第六章受采动影响的砖墙承重建筑物的受力分析 第七章砖墙承重建筑物的保护 第八章钢筋混凝土结构建筑物的保护 第九章特种结构物的保护 第十章采动区新建建筑物设计要点 第十一章建筑物下采煤的观测工作 第十二章国内各地建筑物下采煤技术经验 第三篇水体下采煤 第一章地下开采对水体的影响 第二章安全煤岩柱与水体下压煤开采条件 第三章水体下采煤安全技术措施 第四章厚含水冲积层下开采厚煤层缩小防水煤柱
第五章矿井充水条件下的河下采煤规律 第六章准南矿区水体下采煤技术经验 第七章滨河地区含水砂层下采煤技术经验 第八章邢台煤矿缩小巨厚冲洪积层防水煤柱技术经验 第四篇铁路下采煤 第一章地下开采对铁路的影响 第二章铁路下压煤开采的条件 第三章铁路下采煤安全技术措施 第四章林密二级铁路干线下采煤技术经验 第五章开滦唐家庄矿铁路桥下采煤技术经验 第六章峰峰矿区铁路下采煤技术经验 第七章淮南李郢孜一矿急倾斜厚煤层铁路下采煤技术经验 第五篇枣庄矿区三下采煤技术与典型实例 第一章枣庄矿区概况 第二章枣庄矿区三下压煤与开采现状 第三章枣庄矿区地表移动基本规律 第四章枣庄矿区覆岩破坏的基本规律 第五章枣庄矿区三下采煤技术 第六章枣庄矿区三下采煤典型实例 第六篇建筑、水体、铁路及煤柱留设与压煤开采规程 水体下采煤的特点 首页>>经典图书摘录>>摘自三下采煤新技术 应用与煤柱留设及压煤开采规程实用手册 水体下采煤的特点 地下开采引起的岩层与地表移动，能使开采煤层围 岩内的含水层中的水、溶洞水 或位于开采影响范围内的地表水体的水、泥砂溃入 井下，威胁煤矿井下安全生产。因 此，在水体下采煤时必须采取适当措施，以保证开 采过程中不发生灾害性透水、溃砂 事故，避免矿井涌水量突然增大，保持井下正常的工作环境。 在矿区范围内，从水体下采煤的工程问题出发，可将水体大致分成以下三种类 型：地表水体（包括江湖河海、水库、沼泽、坑塘等），第四纪、第三纪松散含水层水体
摘要：水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全，同时还要保护地表水资源和水库坝体的安全。根据水体下采煤的技术理论，在现场调研的基础上，结合煤矿具体的地质采矿条件，进行了上覆岩层破坏高度的计算、地表移动和变形的预计，从而对水库水体下采煤的安全性进行分析、评价和论证。结果表明：各工作面开采以后，上覆岩层中导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间有较厚的基岩岩柱，即导水裂缝带不会波及到地表水水库。同时,根据地表移动和变形预计结果,分析了各工作面开采对水库坝体的影响。最后提出了相应的技术措施，确保水库下安全采煤。 国内外水体下采煤已有100 多年的历史，各主要产煤国家在海下、河流下、湖泊下、含水的松散层和含水的岩层下、人工修建的蓄水工业建筑物下、充水的巷道与采场下进行了大量的试验开采工作。英国、日本、加拿大、智利和澳大利亚还成功地进行了海下采煤;美国则非常重视长壁开采对地表河流甚至小溪的影响。我国煤炭资源分布广，不仅平原地区、丘陵和山区的地下蕴藏着丰富的煤炭资源，而且各类水体下压煤量也很大[1-2 ]。长期以来，我国积累了丰富的水体下、湖泊下及河下的采煤经验[ 3-4 ],水体下采煤技术已处于领先地位。据统计我国在各类水体下，已安全采出超过 2 亿t 煤炭，如我国已在淮河堤下采煤取得了巨大成功[ 5 ],龙口矿区已经成功地进行海底下采煤等。 水体下采煤技术是涉及到采矿、地质、岩石力学等多学科领域[6-7 ]。研究水体下采煤技术的目的是实现水体下的安全采煤。根据地质采矿条件及开采方案设计，进行综合计算、分析和评价，可以为实现水体下安全采煤提供技术保证。因此，正确评价和分析水体下采煤的安全性，实现水体下的安全采煤，对于确保煤矿安全生产，提高煤炭资源采出率缓解矿井采掘接替紧张的矛盾、保护地表水和地下水资源等都具有十分重要的现实意义。 郑州煤电(集团)公司米村煤矿26 扩大区地表有一水库，该水库是影响26 扩大区安全开采的主要水体。水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全同时还要保护地表水资源。为确保在此水体下安全采煤，采前必须对水库下采煤的安全性进行分析研究，以便根据实际情况采取相应的技术措施。本文在收集现场地质采矿资料和有关观测资料的基础上，结合米村煤矿具体的地质采矿条件，对水库水体下采煤的安全性进行了研究和论证。 1 地质采矿条件及水库情况 1.1 地质采矿条件 米村煤矿26 扩大区地面标高为+ 272.5～+280.6 m。走向长200～1 050 m，倾向长340～590 m地质储量约2. 58 Mt，可采储量约2.19 Mt 。该采区地面西北高,东南低,沟谷发育,黄土覆盖层较厚。采区整体为一单斜构造,无大的断裂构造,地质条件简单。含煤地层为石炭纪、二迭系含煤岩系。开采煤层为二1 煤,上限标高–20.0 m，下限标高–118.0 m，煤层厚度为 1.7～12. 31 m，平均为6. 25 m，倾角为8°～12°。上覆岩层主要由中、细粒砂岩，粉砂岩，砂质泥岩,泥岩等岩层组成，煤层顶底板的赋存情况见表1。 表 1 顶底板岩性特征 采区已开采工作面距离水库和坝体较远，待开采工作面分别为26071，260071，260061，260051 和260041 等,坝体位于260071，260061 工作面之上，目前正在开采26071 工作面，采用放顶煤采煤法。开采方案布置平面图见图1。
我国煤矿水体下安全采煤技术的发展及展望 发表时间：2017-10-24T16:26:04.373Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：邢松战 [导读] 摘要：本文首先对水体下安全采煤技术进行简单的介绍，然后对煤矿水体下安全采煤技术理论方法发展进行分析，随后提出水体下煤矿安全采煤技术实践新进展，最后提出水下采煤技术发展展望，希望能够给相关人员提供参考。 永贵能源开发有限责任公司贵州省贵阳市 550081 摘要：本文首先对水体下安全采煤技术进行简单的介绍，然后对煤矿水体下安全采煤技术理论方法发展进行分析，随后提出水体下煤矿安全采煤技术实践新进展，最后提出水下采煤技术发展展望，希望能够给相关人员提供参考。 关键词：煤矿；水体下；安全采煤技术；发展 在采煤实际工作中，水体下采煤占有重要的比例，在不同的矿区都不同程度的存在。水体下采煤的主要目的是防止溃水、溃泥、溃砂或超限涌水，实现对井巷的有效保护，避免其受到破坏，保证采煤工作的安全进行。随着水体下采煤技术理论研究的深入和实际工作经验的总结，不同的理论成果被研究出来，并相继运用到采煤实践中，它们在水体下采煤实际工作中发挥着重要的作用。 1.水体下采煤技术概况 从20世纪50年代以来，我国就开始了对水体下采煤技术的研究[1]，通过多个水下煤矿的开采试验工作，我国在水体下煤矿开采上积累了相当丰富的经验。水体下采煤对采煤的过程具有十分严格的要求：在采煤中要避免发生透水溃砂等安全事故；保证涌水量的均匀和稳定；保护地面水体，使其免受破坏等。在水体下煤矿开采之前，为避免一些危险情况的发生，保证采煤工人的生命安全，使采煤作业能够顺利进行，要对煤矿所在地的地质、水文情况、排泄条件和隔水层厚度等进行详细的了解，制定了合理的开采方案之后才能开始采矿工作。 2.水体下采煤技术理论方法的发展 在水体下采煤技术理论上，几项新的技术被提出：（1）防水安全煤柱的留设方法，为使在综采和综放条件下，防水安全煤柱能得到合理的留设，可通过形成垮落带、导水裂缝带或保护带，通过露头留设的方法留设安全煤柱；（2）覆岩破坏的数值模拟方法，在覆岩破坏度比较高的地区，可以通过模拟覆岩破坏的发展过程、形态和移位变化情况，方便采煤方案的制定；（3）涌水量渗透数值分析技术，在地质、水文等采矿条件发生变化时，通过相关软件，包括 Feeflow、Modflow 等，对涌水量的变化情况进行模拟，从而实现对矿井和工作面涌水量的预测；（4）人工智能理论的运用，即运用人工智能理论，对水体下煤矿的涌水量、含水层的富水性、采煤作业的安全性等做出科学的分析和评价，从而提高采煤方案的准确性。 3.探测和试验技术新进展 （1）覆岩破坏高度探测。水体下安全采煤的关键是掌握覆岩破坏高度，而最为有效的方法是实际探测覆岩破坏高度，随着科技的进步和经验的总结，探测手段取得了显著进步，由单一的钻孔冲洗液漏矢量观测法发展为结合钻孔电视、钻孔声速、数字测井等综合判断法。物探法包括瞬变电磁法、地质雷达法、地震探测等方法。（2）仰上孔水文探测。主要针对顶板含水层探测，包括探放基岩含水层，探测松散地层底部粘土层厚度，松散地层砂土流动性等，井下仰上孔可作为水文观测孔，观测水位动态，利用井下仰上孔疏放松散地层底部砂层水，实现留设防砂煤柱开采。（3）试验研究。试验研究岩石和土层的工程性质，作为水体下安全采煤的依据。方法包括：干燥饱和吸水率和崩解试验，评价岩石的隔水性；砂土渗透性试验，评价砂土层的富水性；塑性指数和液性指数，评价粘土的隔水性和流动性。 4.水体下煤矿安全采煤实践新进展 4.1 机械化顶水采煤技术 早在上个世纪六十年代，我国就开始在理论上研究水体下采煤技术，并在实践中开始运用，其主要的开采方式是炮采和普通机械化开采。到了八十年代，为了满足开采的需要，提高开采效益，进行了大量的水体下安全综采研究和试验[2]。综采的采高一般为三至六米，比炮采和普采的采高要明显高，这样会导致覆岩破坏高度明显增大。对于综采工作面来说，其机电设备比较多，因而抗水患能力比较差，所以，对水体下采煤的安全性要求更高，防水安全煤柱尺寸也更大。 4.2 机械化放顶煤顶水采煤技术 自上个世纪九十年代以来，对水体下综放开采的研究越来越多，其适用范围主要包括厚煤层和特厚煤层，工作面的采高在五米至十五米之间，采高可以做出适当的调整。综放工作面面积较大，上面的机电设备较多，如果工作面涌水量较大的话，会严重影响矿井的安全生产。所以，在水体下采煤中，综放工作面覆岩破坏高度大，变化幅度大，防水安全煤柱尺寸大。为了减少煤炭损失，提高煤矿开采效益，一般采用台阶式限厚放煤的方法，以降低采高，减小防水安全煤柱厚度。例如，某煤矿综采工作面在四十至五十米煤柱段八米煤层进行全厚放顶煤；在四十三至五十米煤柱段进行隔二架放四架限厚放顶煤开采；在三十米至三十五米煤柱段进行隔二架放二架限厚放顶煤开采；在二十八米至三十米煤柱段进行采高三米只采不放，限厚开采。通过这种方式，该工作面采出原压滞煤量22.3万吨，取得经济效益2000多万元。 4.3 保水采煤技术 就我国水资源的分布特点来看，主要表现为地域分布不平衡，人均水资源占有量较少，山西、内蒙、新疆、宁夏等地的煤炭资源丰富，但水资源却十分匮乏，并且生态环境比较脆弱[3]。在煤矿开采过程中，地下水渗漏，水位大幅下降，影响当地的生态环境，因此，在煤矿开采过程中，需要采取适当的措施保护当地生态环境。保水采煤要求导水裂缝带不波及地表及浅部含水层，防止水体向矿井渗漏。目前在采煤中较为常用的方法包括条带法、房柱法、充填法，其原理是，通过保留部分煤柱或充填采空区，降低导水裂缝带高度，以达到保护上面含水层的目的。此外，还可以采用其它方法实现上述目的。 4.4 海下采煤技术 海下具有丰富的煤炭资源，在满足人类能源需求，缓解能源紧张等方面发挥着重要的作用。初步估算海下煤矿地质储量约为一亿吨，并且主要分布在东北地区，而该地区正是我国的缺煤地区。因此，运用海下采煤技术，积极开采海下煤矿对满足当地人们需求具有重要的现实意义。同时，海下采煤还具有其它采煤方式不可比拟的优势，例如，对周围环境影响小，不会破坏建筑物等等，具有一定的发展空间。相信随着研究的深入和经验的总结，海下采煤会取得进一步发展，其运用范围也会更为广泛，目前，我国很多煤矿矿区已经开采海域
126 1 概述 我国煤矿资源丰富、分布广泛，由于地质条件和开采区的建筑物分布以及煤层埋藏深浅等因素的影响，不同的开采条件所采用的开采方式也各不相同。本文主要针对开采区上方有建筑物分布的采掘区，研究采用条带开采的方法可行性，在保证煤矿开采作业安全性和产量的同时，有效保证矿井地面建筑物的安全，保证整个矿区可持续发展。 2 煤矿条带式开采的相关理论 2.1 煤矿条带式开采的基本概念 条带式煤矿开采方法是煤矿部分开采法的一种，主要原则是将开采区域内的矿层从横向上人为的划分为较为规则的条带形状，逐条带地对煤层进行开采，采一条，留一条，使留下的条带煤柱足以支 撑上覆岩层的重量，而地表只产生较小的移动和变形。条带式开采方法是“三下一上”矿床主要防水开采方法之一，该方法的主要优点是能够有效地控制煤层上方覆岩层和地表沉陷，保护地表建（构）筑物和生态环境，是煤矿绿色开采技术之一，其缺点主要表现工作面频繁的移动调整变化、大型机械化作业 难度加大，开采效率受到一定程度的影响。 2.2 条带式开采的主要适用条件 条带式是开采中常规的开采方式，与长壁式开采、综采法等相比，其主要优点是开采煤柱稳定、开采区围岩受力均匀、变形小、岩层上方的建筑物沉陷小。该方法主要适用于矿区上方建筑物密集且建筑物分布结构复杂，矿区分布着桥梁、铁路干线、文物保护单位重要建筑，难以搬迁的村庄，湖泊、河流、水库等永久水体，煤层埋藏深度在400～500m以内，单一煤层，厚度比较稳定的开采区。 2.3 煤矿条带式开采的分类 目前，按照条带开采的走向设计和布置方式，可分为走向条带、倾斜条带、伪斜条带三类。走向条带的条带设计方案沿着煤层的走向方式布置，该方案主要使用于煤层水平或缓倾斜分布的矿区，主要优势是可减少工作面的移动次数，保证了开采的效率，不适用倾斜度大的煤层；倾斜条带开采的条带长轴方向沿煤层倾斜方向布置，该方案主要适用于煤层倾斜分布的矿区，采用该方式开采可有效保证煤柱的稳定性，应用最为广泛，主要缺点是效率低，工作面经常搬迁移动；伪斜条带主要适用于倾角大于35°的煤层，条带设计与煤层的分布走向斜交。 3 建筑物下方煤矿条带式开采设计研究 3.1 条带式开采需遵循的基本原则 煤矿开采的首要也是最重要的前提是保证开采工作的安全以及开采区的建筑物、人民群众的生命财产安全。加强开采区域的环境保护和地质环境的监测与控制，在此前提条件下，采用合理的开采方式和手 建筑物下方煤矿条带式开采研究 孙文生 （山西晋煤集团泽州天安高都煤业有限公司，山西 晋城 048006） 摘要： 我国煤矿资源丰富、分布广泛，由于地质条件和开采区的建筑物分布以及煤层埋藏深浅等因素的影响，不同的开采条件所采用的开采方式也各不相同。文章针对开采区上方有建筑物分布的采掘区，研究采用条带开采的方法可行性，在保证煤矿开采作业安全性和产量的同时，有效保证矿井地面建筑物的安全，保证整个矿区可持续发展。 关键词： 建筑物；条带式；煤矿开采；地表移动；地表变形中图分类号： TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0126-022012年第28期（总第235期）NO.28.2012 （CumulativetyNO.235）
水下开采安全论证
漳河水库下采煤可行性及安全性 专项评价报告 -以太阳包煤矿、马河煤矿、漳河煤矿为研究对象
中煤国际工程集团武汉设计研究院2009年月日
1 前言 1.1 安全评价对象及范围 1评价对象 1)当阳市永发煤业有限公司太阳包煤矿； 2)荆门市宝源广得资源有限公司马河煤矿； 3)荆门市马河镇漳河煤矿有限公司漳河煤矿。 2评价范围 关于上述三个煤矿于漳河水库下采煤的可行性、安全性及适用性分析及三矿井的地下采矿过程对漳河水库的影响论证。 1.2 安全评价依据 煤炭安全生产条件评价的依据： 1《中华人民共和国安全生产法》（2002年6月29日第九届全国人大常委会第二十八次会议通过）； 2《中华人民共和国劳动法》（1994年7月5日第八届全国人大常委会第八次会议通过）； 3《中华人民共和国职业病防治法》（2001年10月27日第九届全国人大常委会第二十四次会议通过）； 4《中华人民共和国矿山安全法》（1992年11月7日第七届全国人大常委会第二十八次会议通过）； 5《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（1996年10月11日国务院批准，1996年10月30日劳动部第4号令发布）； 6《中华人民共和国煤炭法》（1996年8月第八届全国人大常委会第二十一次会议通过）； 7《煤矿安全规程》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2006年）； 8《煤矿安全评价导则》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局[2003]第114号文）； 9《煤矿安全条件评价规定》（山西煤矿监察局）；
10《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（2000年）；11《煤炭工业矿井设计规范》（GB-50215-2005）； 12《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB-12719-91）； 13业主提供的相关资料。
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.水库下采煤的安全性分析 正式版
水库下采煤的安全性分析正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 摘要：水库下采煤一方面要确保煤矿井下安全，同时还要保护地表水资源和水库坝体的安全。根据水体下采煤的技术理论，在现场调研的基础上，结合煤矿具体的地质采矿条件，进行了上覆岩层破坏高度的计算、地表移动和变形的预计，从而对水库水体下采煤的安全性进行分析、评价和论证。结果表明：各工作面开采以后，上覆岩层中导水裂缝带发育的最大标高与基岩顶部边界之间有较厚的基岩岩柱，即导水裂缝带不会波及到地表水水库。同时,根据地表移动和变形预计结果,
分析了各工作面开采对水库坝体的影响。最后提出了相应的技术措施，确保水库下安全采煤。 关键词：水库; 堤坝; 水体下采煤; 采动损害 国内外水体下采煤已有 100 多年的历史，各主要产煤国家在海下、河流下、湖泊下、含水的松散层和含水的岩层下、人工修建的蓄水工业建筑物下、充水的巷道与采场下进行了大量的试验开采工作。英国、日本、加拿大、智利和澳大利亚还成功地进行了海下采煤;美国则非常重视长壁开采对地表河流甚至小溪的影响。我国煤炭资源分布广，不仅平原地区、丘陵和山区的地下蕴藏着丰富的煤炭资源，而且各
3.1水体下采煤的基本原理 在确定某一煤层或煤层群的开采方案时，首先要分析开采煤层或煤层群上覆岩层的垮落带和导水断裂带的高度及其形态，最大高度的发育时间等等，然后根据这些分析来确定煤层或煤层群的开采上限，或者说是确定合理的安全开采深度。开采上限是指煤层开采的最高标高。安全采深是指煤层安全开采最大标高的深度。提到开采上限就要确定煤层或煤层群的安全煤岩柱的留设高度，一方面要保证水体下安全采煤，另一方面要尽可能地减少留煤岩柱所造成的煤炭资源损失。除了这些需要确定外，地表的下沉值、矿井涌水量、上覆岩层移动观测钻孔布置及相关参数、观测方法等都需要确定。本章主要就是从理论上确定这些参数的确定方法和分析影响其确定的相关因素。 首先对水体下采煤的总体情况进行分析，然后在逐个参数进行确定。地下开采引起的岩层与地表移动能使开采煤层里的水、溶洞水以及位于开采影响范围内的地表水和泥砂溃入井下，威胁煤矿安全生产。因此，在水体下采煤时必须采取适当措施，保证开采过程中不发生灾害性透水、溃砂事故，避免因矿井涌水量突然增大而严重地恶化井下工作环境。 3.1.1水体下采煤的特点 进行水体下采煤首先要分析开采引起的覆岩中的裂缝是否互相连通以及相互连通的裂缝是否波及到水体。因此，研究覆岩破坏规律，特别是能够导水的冒落带和裂缝带的高度及其分布形态至关重要。在许多情况下，尽管地表产生较大的移动和变形、甚至出现裂缝，但只要这些裂缝在某个深度上是闭合而不构成井下涌水通道，就不会发生透水事故。 水体下采煤时的保护对象主要是矿井本身，即保证在水体下开采时矿井的安全。只有在必要时才考虑水体及其附属设施的保护。因此，在进行水体下采煤时应着重研究如何防止水体和采区之间形成透水的通道、造成井下突水事故；在水体与采区之间构成水力联系无法避免时，如何使其引起的矿井涌水量小于矿井排水能力。 3.1.2水体下采煤的可行性 进行水体下采煤，除要考虑开采引起的覆岩中的裂缝是否互相连通以及互相连通的裂缝是否波及到水体外，还要分析在受开采影响后，防水煤岩柱是否还具有足够的隔水性能。合理地确定煤层的开采上限，正确地开采方法和防护措施，以期做到既能最大限度地采出煤炭资源又能确保矿井的安全。 (1)覆岩的隔水性 覆岩的隔水性与其岩性、岩相及构造面等因素有关。 ○1覆岩的岩性 岩性是评价覆岩隔水性最重要的依据。影响覆岩隔水性能的主要因素是岩石颗粒的大小及其胶结形式。颗粒越小，级配越适当，隔水性能就越好。一般情况下，粘土所占比重是衡量隔水性的简易指标。粘土比例大于30％的岩层是良好的隔水层；粘土含量为11％～30％的岩层可作为相对隔水层；粘土含量少于10％的岩层隔水性能很差；粘土页岩和泥质页岩等塑性岩层隔水性能较好。相对而言，第三纪粘土层的隔水性能优于第四纪粘土层，松散层内深部粘土层的隔水性优于浅部粘土层，这是由于沉积年代不同压实程度也不相同的缘故。 ②岩相 岩相是指沉积岩形成的条件和环境。岩相特征是评价沉积岩隔水性能的依据之一。就隔水性而言，其优劣顺序是：海相、湖泊相、风成沉积相、河流冲积相、冰水沉积相。 ③结构面 结构面主要指原生结构面、构造结构面和次生结构面。它们既是评价岩层物理力学特征的重要因素，又是评价岩层体系隔水性的重要因素。有时一个结构面能单独成为隔水层。原生结构面如层面，一般是层状分布，其延续性强，导水性不好。构造结构面如断层面，有的断层面本身有含水性和导水性，并成为岩性强度的薄弱环节，有的断层本伸能隔水，且能把统一性的水体分割成为彼此独立的分散性水体。断层的隔水性和导水性主要取决于断层所切割岩层的力学性质和断层面间的充填程度。次
矿井特殊开采技术 1.充填法沉陷控制技术有哪些？ 2.什么是下沉系数？（p44） 充分采动时，地表最大下沉值与煤层法线厚度在铅轴方向的投影长度的比值。 3.什么是超充分采动？（p14） 地表有多个点的下沉值达到最大值的采动状态成为超充分采动。 4.在观测站设置时应该注意哪些问题？（p193） 1）设站地区的地形、地物及地质采矿条件。 2）观测站的位置及长度的确定，测点及控制点的数目、位置及其编号。 3）工作测点和控制点的构造及其埋设方法 观测中应该注意的问题： 1）观测线设计在移动盆地的主断面上 2）观测线长度应该大于移动盆地的范围 3）观测期间不受临近采区的影响 4）观测站的控制点在移动盆地范围之内，埋没牢固，在冻土区应该在冻土线0.5m以内。 另外：1）原始数据不得涂改转抄 2）字迹清楚，不得连环涂改 3）项目填写清楚，不得空页 4）观测中不得抓、靠脚架 5）一测回中间，不得整平 5.开采预计时需要考虑哪些地质采矿条件？ 1）煤层的法向开采厚度m，煤层倾角a 2）采区上、下山边界 3）走向主断面和平均深度等 4）采区走向长、倾向长 5）顶板管理方法，上覆岩层性质 6）工作面形状和工作面推进长度等 6.什么是起动距？（p26） 在走向主断面上，工作面开切眼推进一段距离到达某点后，岩层移动开始波及地表。通常把地表开始移动时工作面的推荐距离称为起动距。 7.垮落带岩层破坏的特点？（p6） 1)分带性：在垮落带内，从煤层往上岩层破碎程度逐渐减小。 2）碎胀性：由于垮落带岩石破碎成块，岩块之间孔隙增大，体积膨胀。 3）可压缩性：垮落带岩石间的孔隙随着时间的推移和开采范围的加大，在上