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煤矿深部开采相关灾害问题及应对措施的探讨摘要：随着煤炭资源的开采向深部延伸,部分矿井已经出现或将出现高温、高突、高地应力、高岩溶水压、高瓦斯等灾害问题。
结合深部地质灾害的特点,本文提出了一些深部开采出现的问题以及应对这些问题所采取的措施。
abstract: with the deep extensions of mining of coalresources, part of mine has been or will appear hightemperature, high axon, high geostress, high karst waterpressure, high gas. according to the characteristics of deepgeological disasters, this paper puts forward the problemsin deep mining and measures to deal with these problems.关键词：深部开采；五高；灾害；应对措施key words: deep mining；five “high”；disasters；measures中图分类号：td1 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）11-0295-021 我国煤矿开采现状1.1 开采深度据预测，我国已探明的煤炭总储量中有65%以上的煤炭埋深在1000m以下，随着采煤机械化程度的提高，我国煤矿目前正以每10年100～300m的速度向下延深。
预计在未来10年，很多煤矿的开采深度将达1000～1200m。
1.2 高温地温是指煤矿井下岩层的温度。
一般情况下，地温随开采深度的增加而增加。
地温决定着井下采掘工作面的环境温度，即矿井温度。
矿井深度的变化，使空气受到的压力状态也随之而改变。
当风流沿井巷向下流动时，空气的压力值增大，空气的压缩会出现放热，从而使矿井温度升高。
唐山市地质环境条件的说明唐山市所处大地构造位置为华北地台东北隅，Ⅱ构造单元，北部为燕山沉降带，南部为华北坳陷区，Ⅲ级构造单元有蓟县坳陷，山海关隆起，本区基底经燕山运动褶皱成山，形成褶皱和断裂，称为唐山市基底构造骨架。
本区受喜马拉雅造山运动影响，北部山区抬升，南部平原下降，宁河—昌黎大断裂控制了平原北部和南部新生界地层的发育，由山前小于50m增至大于500m。
（倴城、青坨营、胥各庄一线以北）继续向南，以沙流河、爽坨、西葛庄一线，新生界厚度增到800m，再往南至乐亭新寨一带，厚度大于2000m，南堡附近厚度大于3000m，总之唐山市地质构造复杂，新生界厚度变化大，地质环境条件各地变化大。
下面就唐山市地质环境条件概述如下：一、气象、水文唐山市属温带半湿润大陆性气候，受季风影响，夏季多东南风，炎热多雨，冬季受内蒙高压带控制，西北风盛行，干燥寒冷，全年气温变化剧烈，最高气温39.6℃（72年6月10日）,最低气温-22.7℃（83年1月8日）；降水量在年内分配不均，70%以上集中在6-8月份，常有暴雨，多年平均降雨量660mm（以气象局统计数据为准），最大年平均降雨量mm，出现在年，最小年平均降雨量出现在2002年，一般初霜期在十月中旬，终霜期至次年四月份无霜期158-205天。
水文：唐山市东部为滦河水系，西部属潮白河水系，地质灾害评估中，遇到那条河流按水文手册描述其河流发源、河长、流量等。
二、地形地貌唐山市地貌类型可分为北部山区和南部平原区，北部为燕山区，在新构造运动作用下不断抬升，形成侵蚀剥蚀构造地形，属中低山丘陵地貌类型。
（Ⅰ区）；由于滦河及近山河流携带的山区碎屑物对堆积于山前地带，形成滦河多期冲洪积扇，多期冲洪积扇连接成山前倾斜冲洪积平原，在古冶以南至范各庄一带，滦河古道分布有风成的沙丘，垄岗地貌形态，一般高1-3m，南部为滨海平原，基本上属咸水分布区，地势平坦低洼，海拔高程1-5m，有洼碱地分布，较大的洼地有草泊，油葫芦泊等，南堡及溪河入海处有突出的三角洲地貌形态，在写地质灾害危险性评估报告时，主要写评估区所处地貌单元类型，描述地面的标高xxx至xxxm，地形坡降%，评估区附近的微地貌特征，如山区的陡峻悬崖，峭壁，坡度，山谷，形态是V形，还是U 形谷等，为山区泥石流、滑坡形成打下基础。
1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1交通位置钱家营矿位于河北省唐山市丰南区钱家营镇，地理坐标为北纬39°33′、东经118°28′。
矿区内有铁路与京山线古冶车站和林西矿业有限公司接轨，铁路交通方便有公路干线通过井田，公路交通十分方便，属京、津、唐三角区，距北京、天津均为100km。
见图1-1。
1.1.2地形地貌本地区地势平坦，井田范围内全被第四系冲积层所覆盖，地势低平，东北高，而西南低，标高介于7～26m之间，地形坡度1/1000。
东部于新古河道两侧有高度1～3m呈北东—南西向排列的小型沙丘。
1.1.3气象及地震矿区为大陆性季风气候，春季东风和西风交替出现，气候干燥少雨；夏、秋两季东南和南风常由海面带来潮湿空气，使矿区多雨；冬季因受西伯利亚蒙古一带冷气压影响多西北风，气候寒冷干燥。
矿区内由11月至翌年3月为冻结期，冻结深度为1.0至1.5m，最高气温在零上27°至37°，最低气温在-29°至-34°，全年气温平均为零上2.0°，年降水量为370mm至631mm，全年主导风向多为西北、东南，风力3至4级。
根据开滦矿务局地震办公室1991年5月31日提供的《钱家营矿区地震基本烈度评定报告》，钱家营矿区地震基本烈度为七度。
1.1.4地表水文情况井田内有沙河、老牛河。
沙河发源于迁安城西好树屯，汇集清凉山东麓一带山地之水向南流去，过巍峰山—凤凰山间的山谷，进入开平煤田。
蜿蜒于唐家庄矿业有限公司，流经吕家坨矿业公司与范各庄矿业之间，回折而向西南，穿过钱家营、宋家营、小集镇，而泄入苇泊洼地内。
井田范围内有沙河自井田北部流向西南，流向与地层走向大致一致，河面开阔，水力坡度较小，仅为1%～2%。
冬春河水近于干涸，只排泄矿井水。
夏秋流量显著增大，汛期有时泛滥，流量随上游北部山区降雨量而变化。
最高水位为1.9m。
1.1.5水源及电源工业用水和生活用水主要取自第四系冲积层水和矿井井下分流的清水，基本上形成了一套集中供水系统，矿区水资源比较丰富，可满足工业用水和生活用水的需要。
第一节矿区概况钱家营矿是开滦集团煤业分公司下属的大型骨干生产矿井，年设计生产能力400万吨。
矿井1978年开工建设，1988年12月份建成投产，1999年达到设计生产能力（生产原煤428万t），1999年12月份改制为开滦（集团）有限责任公司钱家营矿业分公司，2002年10月份通过专业化重组，形成了煤业、多经、经贸和社区专业化分工的管理格局,2007年产煤549万t。
钱家营矿业分公司位于河北省唐山市丰南区钱家营镇，京山铁路在井田西北经过，工业广场至京山铁路线唐山南站和古冶站，直线距离分别为14.5km和16km，有钱吕铁路与矿区支线古、吕、范铁路接通，生产的煤炭经古冶站外运，区内公路便利，有唐钱、唐吕及津唐、唐港高速公路通过。
井田东北部和北部分别与钱家营（范各庄矿）井田和吕家坨井田相邻。
采矿登记矿井边界深部至各煤层的-1200米底板等高线，浅部为各煤层潜伏露头线，西部至27号勘探线，东部边界为钱范、钱吕矿井边界，矿井走向长16.9Km，倾斜宽4.7-8.8kM，井田总面积88.3201 kM2。
地理坐标为：东经：118º14′12″～118º24′43″北纬：39º30′13″～39º38′32″2000～2006年主要生产指标曾获得的荣誉：现代化矿井省级重合同、守信用单位特级质量标准化矿井全国文明煤矿省级标兵企业全国“双十佳”煤矿煤炭企业现场管理先进单位第二节.采区地质情况1地质特征、煤层、煤质1.1地质特征钱家营井田东端为毕各庄向斜西翼和小张各庄向斜西翼，向西依次为南阳庄背斜、高各庄向斜，再向西逐渐过渡到井田中部的单斜区，此单斜构造向西南延展约12公里，又开始出现褶曲，自东向西依次为李辛庄向斜、刘唐保背斜。
井田西端为深港向斜东翼。
井田内褶曲线性排列明显，如南阳庄背斜，延展长度达7公里，长宽比为3:1。
各褶曲轴向都与主向斜轴（开平向斜）斜交。
褶曲多呈不对称状：背斜东南翼倾角较大，一般20°左右；西北翼倾角平缓，一般10°左右；向斜则相反，东南翼倾角缓，西北翼倾角大。
绪论一、我国煤矿水害划分及分布(一)水害区的划分根据我国聚煤区的不同水文地质特征，并考虑到矿井充水对安全生产的危害程度，可将我国煤矿划分为6大矿井水害区(见图0一1)。
图0—1我国煤矿水害分区示意图l一华北石炭二叠纪煤田的岩溶一裂隙水水害区；2一华南晚二叠世煤田的岩溶水水害区；3一东北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；4一西北侏罗纪煤田的裂隙水水害区；5一西藏一滇西中生代煤田的裂隙水水害区；6一台湾第三纪煤田的裂隙一孔隙水水害区(二)各水害区的概况从表0-l中可看出，我国矿井水害主要分布在华北和华南两大区，其矿井水文地质条件极为复杂，水害十分严重。
例如，华北石炭二叠纪煤田煤系基底的中奥陶统岩溶一裂隙水水害；黄淮平原新生界松散层孔隙水的水害；华南晚二叠世煤田的煤系顶、底板灰岩岩溶水水害。
而东北侏罗纪煤田虽然也存在着裂隙水及第四系松散层孔隙水的危害，但除局部地区之外，整体矿井水害不很严重；西北侏罗纪煤田地处干旱、半干旱气候区，区内严重缺水，且由于煤层埋藏较浅，采掘活动易于破坏煤层顶板覆岩的含水层组，故该地区主要存在着供水和生态系统与环境保护问题；西藏一滇西及台湾的中、新生代煤田的水文地质条件比较简单，储量有限，水害问题也不严重。
二、我国煤矿水害的主要类型及特点对我国煤矿曾发生的所有水害案例的系统分析研究，可以总结出八种主要煤矿水害类型。
(一)老窑积水透水水害所谓老窑水，是指年代久远且采掘范围不明的老窑积水、矿井周围缺乏准确测绘资料的乱掘小窑积水或矿井本身自掘的废巷老塘水。
这种水贮集在采空区或与采空区相联的煤岩或岩石巷道内，水体的几何形状极不规则，不断推进的生产矿井采掘工程与这种水体的空间关系错综复杂，难以分析判断。
而这种水体又十分集中，压力传递迅速，其流动与地表水流相同，不同于含水层中地下水的渗透。
采掘工程一旦意外接近便可突然溃出，发生通常所说的“透水”事故。
事实表明，即使只有几立方米的这种积水，一旦溃出，也可能造成人员伤亡事故。
低瓦斯矿井高瓦斯区域瓦斯治理技术研究河北理工大学2010.10目次1 矿井概况 (3)1.1 井田简介 (3)1.2 生产系统及设备 (6)1.3 矿井自然条件 (12)2 煤层瓦斯参数.................................................................. 错误!未定义书签。
2.1 煤的瓦斯吸附常数................................................ 错误!未定义书签。
2.2 煤层瓦斯压力........................................................ 错误!未定义书签。
2.3 煤层瓦斯含量........................................................ 错误!未定义书签。
2.4 瓦斯放散初速度.................................................... 错误!未定义书签。
2.5 煤的坚固系数........................................................ 错误!未定义书签。
3 范各庄矿高瓦斯区分布情况及影响因素...................... 错误!未定义书签。
3.1 瓦斯异常涌出划分标准........................................ 错误!未定义书签。
3.2 掘进工作面瓦斯来源............................................ 错误!未定义书签。
3.3 高瓦斯区域分布影响因素.................................... 错误!未定义书签。
4 范各庄矿瓦斯异常区域预测.......................................... 错误!未定义书签。
5 范各庄矿瓦斯异常区域综合治理措施.......................... 错误!未定义书签。
低瓦斯矿井高瓦斯区域瓦斯治理技术研究1、根据范各庄矿瓦斯地质资料、煤层赋存情况、煤质特征、瓦斯压力以及瓦斯涌出现状和采掘工艺等参数，确定工作面瓦斯涌出规律。
2、预测分析高瓦斯区域及工作面瓦斯涌出规律，提出有针对性的瓦斯治理方案。
采空区自燃“三带”的划分研究步骤1、查阅相关文献，确定“三带”划分的理论及其依据；2、根据现场实际情况及其采场支护参数，进行数值模拟；3、分析三带距工作面的相关距离及其瓦斯分布规律，确定束管埋设参数及距离；4、根据数值模拟设定的相关参数现场实测验证，分析比对结果，修正相关参数，达到瓦斯合理抽采目标1 矿井概况.................................................................................................................................1.1井田简介..........................................................................................................................1.2生产系统概况..................................................................................................................1.3井田地质构造特征..........................................................................................................2 煤层瓦斯参数.........................................................................................................................2.1煤层瓦斯基本参数..........................................................................................................2.2瓦斯风化带下界深度的预测..........................................................................................3 范各庄矿高瓦斯区分布情况及影响因素.............................................................................3.1高瓦斯区域分布情况......................................................................................................3.2瓦斯区域分布影响因素..................................................................................................3.2.1顶底板岩性对瓦斯涌出的影响............................................................................3.2.2断层对瓦斯涌出的影响........................................................................................3.2.3褶区对瓦斯涌出的影响........................................................................................4 范各庄矿瓦斯异常区域预测.................................................................................................4.1煤层瓦斯涌出量的影响因素...................................................................................4.2煤层瓦斯涌出量预测方法.......................................................................................4.3范各庄瓦斯异常区域分布规律...............................................................................5 范各庄矿瓦斯异常区域综合治理措施.................................................................................5.1掘进工作面瓦斯治理措施.......................................................................................5.2回采工作面瓦斯治理措施.......................................................................................6 采空区自燃“三带”划分及数值模拟.................................................................................6.1取样分析系统...........................................................................................................6.2测温系统...................................................................................................................6.3工作面测点布置.......................................................................................................6.4自燃“三带”分布规律...........................................................................................6.5数值模拟对比验证...................................................................................................1 矿井概况1.1 井田简介1、地理概况开滦精煤股份有限公司范各庄矿业分公司（以下简称范各庄矿业分公司）位于开平向斜之东南翼、河北省唐山市古冶区境内，西北方向距唐山市中心32.5km，东北方向距滦县县城35.2km，东南方向距滦南县县城（奔城）30.0km，距京唐港100.0km。
地理坐标为东经113°28′，北纬39°33′。
井田南北走向长12.25km，东西最大倾斜长3.92km，井田面积32.33km2。
范各庄矿业分公司地理位置优越交通发达。
具体交通位置见图1-1。
铁路：范吕铁路与柒滦线接轨，正北方向距京山铁路直线距离10.2km。
公路：迁唐线公路在本矿区内通过，正北方向距205国道10.5km，距京沈高速公路榛子镇入口21.5km，正南方向距唐港高速公路青坨营入口9.5km。
图1-1 煤矿交通位置图范各庄矿业分公司建矿以来实测最高洪水位29.572m，50年一遇预测最高洪水位+29.76m，百年一遇预测最高洪水位+30.49m，地面井口标高，均低于建矿以来实测最高洪水位。
