一种近距煤层群保水开采方法技术

技术编号:11182403 阅读:82 留言:0更新日期:2015-03-25 11:42
本发明专利技术公开了一种近距煤层群保水开采方法,根据近距煤层的煤层埋深、两煤层层间距这些既定参数,以及上、下煤层的采高,得出能够实现保水开采的各参数的界定范围。此方法提供的参数简单明了,能够为西部矿区类似近距煤层保水开采提供指导,具有很强的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种近距煤层群保水开采方法,能够保护薄基岩浅埋上覆松散含水层的水资源、提高煤炭资源的回收率、保障安全生产。
技术介绍
我国西北广泛赋存着煤层厚且煤质优良的浅埋煤田,但地处干旱半干旱大陆气候区,区内水资源普遍贫乏、植被覆盖率较低、生态环境脆弱。多年的开采实践表明,以传统方式进行大规模机械化开采,采动裂隙发育必将引起矿区大范围水土资源流失,带来一系列矿山环境地质效应,进一步加剧原本脆弱的生态环境的退化。目前,许多矿区的首采煤层已经开采完毕,亟需开采首采煤层下煤层满足产量需求。复合煤层群的开采不可避免的对煤层上覆岩层造成多次重复扰动,导致地表隔水层的稳定性严重破坏,进而导致水土流失,为保水开采带来挑战。然而对复合煤层保水开采现在还没有具体的分类方法。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足,本专利技术提供一种近距煤层群保水开采方法,是一种近距煤层开采过程中水资源流失少、煤炭资源回收率高的薄基岩浅埋煤层长壁工作面保水开采适用条件的分类开采方法。技术方案:为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种近距煤层群保水开采方法,包括如下步骤:(1)计算近距浅埋煤层的下煤层开采垮落带高度Hk为:Hk=3.2M2+4.3其中,M2为下煤层采高,Hk和M2的单位均为m;(2)计算近距浅埋煤层的综合采高MZ1-2;当两层煤层间距小于或等于下煤层开采垮落带高度时,或者两层煤的层间覆岩厚度小于5m时,综合采高MZ1-2为:MZ1-2=M1+M2当两层煤层间距大于下煤层开采垮落带高度时,综合采高MZ1-2为:MZ1-2=M1+M2+M2+850·h1-2]]>其中,M1为上层煤采高,M2为下层煤采高,h1-2为上下煤层之间的法线距离,MZ1-2、M1、M2和h1-2的单位均为m;(3)计算近距浅埋煤层的裂隙带高度HL为:HL=10.2MZ1-2+9.1其中,MZ1-2为综合采高,HL和MZ1-2的单位均为m;(4)确定近距浅埋煤层保水开采导水裂隙带上部保护层厚度H0为12~15m;(5)计算煤岩柱高度H=HL+H0;(6)根据两层煤层间距和煤岩柱高度对近距煤层进行保水开采。优选的,所述步骤(6)中,根据两层煤层间距和煤岩柱高度对近距煤层进行保水开采,具体方法为:a.当两层煤层间距在5~10m时,保水开采方法为:a1.当煤岩柱高度大于115m时,采用6~7m的大采高长壁开采方法;a2.当煤岩柱高度在85~115m之间,长壁工作面采高在4~5.5m大采高之间进行相应选择;a3.当煤岩柱高度在80~85m之间,局部采取措施,长壁工作面采高在3.5~5m大采高之间进行相应选择;a4.当煤岩柱高度在75~80m之间,采用降低采高正常长壁开采方法,分层开采或者用条带开采;b.当两层煤层间距在10~15m时,保水开采方法为:b1.当煤岩柱高度大于110m时,采用6~7m的大采高长壁开采方法;b2.当煤岩柱高度在85~110m之间,长壁工作面采高在4~5.5m大采高之间进行相应选择;b3.当煤岩柱高度在80~85m之间,局部采取措施,长壁工作面采高在3.5~5m大采高之间进行相应选择;b4.当煤岩柱高度在70~80m之间,采用降低采高正常长壁开采方法,分层开采或者用条带开采;c.当两层煤层间距在15~20m时,保水开采方法为:c1.当煤岩柱高度大于105m时,采用6~7m的大采高长壁开采方法;c2.当煤岩柱高度在75~105m之间,长壁工作面采高在4~5.5m大采高之间进行相应选择;c3.当煤岩柱高度在70~75m之间,局部采取措施,长壁工作面采高在3.5~5m大采高之间进行相应选择;c4.当煤岩柱高度在65~70m之间,采用降低采高正常长壁开采方法,分层开采或者用条带开采;d.当两层煤层间距在20~25m时,保水开采方法为:d1.当煤岩柱高度大于100m时,采用6~7m的大采高长壁开采方法;d2.当煤岩柱高度在70~100m之间,长壁工作面采高在4~5.5m大采高之间进行相应选择;d3.当煤岩柱高度在65~70m之间,局部采取措施,长壁工作面采高在3.5~5m大采高之间进行相应选择;d4.当煤岩柱高度在60~65m之间,采用降低采高正常长壁开采方法,分层开采或者用条带开采;e.当两层煤层间距在25~30m时,保水开采方法为:e1.当煤岩柱高度大于95m时,采用6~7m的大采高长壁开采方法;e2.当煤岩柱高度在65~95m之间,长壁工作面采高在4~5.5m大采高之间进行相应选择;e3.当煤岩柱高度在60~65m之间,局部采取措施,长壁工作面采高在3.5~5m大采高之间进行相应选择;e4.当煤岩柱高度在55~60m之间,采用降低采高正常长壁开采方法,分层开采或者用条带开采。优选的,所述步骤(4)中,确定近距浅埋煤层保水开采导水裂隙带上部保护层厚度H0为15m。有益效果:本专利技术提供的近距煤层群保水开采方法,具体如下优点:1、对于现阶段已实施了上煤层开采的近距煤层群,根据煤岩柱的高度可以选取合理的下煤层采高,确保两层煤采后实现保水开采;2、对于尚未开采的整装煤田实现保水开采选取合理的上、下煤层采高提供指导和参考;3、为西部地区大规模煤炭开采过程中避免水土流失、生态破坏以及荒漠化等环境灾难,提供技术支持。具体实施方式下面结合实例对本专利技术作更进一步的说明。本专利技术提供的近距煤层群保水开采方法,主要是针对西部浅埋近距煤层的开采,根据近距煤层的煤层埋深、两煤层层间距这些既定参数,以及上、下煤层的采高,得出能够实现保水开采的各参数的界定范围。此方法提供的参数简单明了,能够为西部矿区类似近距煤层保水开采提供指导,具有很强的实用性,下面就该方法加以具体说明。1不同采高条件下开采垮落带高度和裂隙带高度预计常规的垮落带、裂隙带经验公式对浅埋近距离煤层不很适用,根据浅埋薄基岩覆存的结构特征,综合考虑坚硬岩层和软弱岩层对垮落带和导水裂隙发育的影响规律前提下,采用数值计算软件结合近距浅埋煤层开采的经验数据,对不同采高条件下浅埋近距浅埋煤层垮落带、裂隙带高度进行了分析计算,典型垮落带计算结果如表1所示,裂隙带计算结果如表2所示。表1 不同采高对应的垮落带高度由表1可以回归得出近距浅埋煤层的下煤层开采垮落带高度Hk为:Hk=3.2M2+4.3当两层煤层间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近距煤层群保水开采方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)计算近距浅埋煤层的下煤层开采垮落带高度Hk为:Hk=3.2M2+4.3其中,M2为下煤层采高,Hk和M2的单位均为m;(2)计算近距浅埋煤层的综合采高MZ1‑2;当两层煤层间距小于或等于下煤层开采垮落带高度时,或者两层煤的层间覆岩厚度小于5m时,综合采高MZ1‑2为:MZ1‑2=M1+M2当两层煤层间距大于下煤层开采垮落带高度时,综合采高MZ1‑2为:MZ1-2=M1+M2+M2+850·h1-2]]>其中,M1为上层煤采高,M2为下层煤采高,h1‑2为上下煤层之间的法线距离,MZ1‑2、M1、M2和h1‑2的单位均为m;(3)计算近距浅埋煤层的裂隙带高度HL为:HL=10.2MZ1‑2+9.1其中,MZ1‑2为综合采高,HL和MZ1‑2的单位均为m;(4)确定近距浅埋煤层保水开采导水裂隙带上部保护层厚度H0为12~15m;(5)计算煤岩柱高度H=HL+H0;(6)根据两层煤层间距和煤岩柱高度对近距煤层进行保水开采。

【技术特征摘要】
1.一种近距煤层群保水开采方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)计算近距浅埋煤层的下煤层开采垮落带高度Hk为:
Hk=3.2M2+4.3
其中,M2为下煤层采高,Hk和M2的单位均为m;
(2)计算近距浅埋煤层的综合采高MZ1-2;
当两层煤层间距小于或等于下煤层开采垮落带高度时,或者两层煤的层间覆岩厚度
小于5m时,综合采高MZ1-2为:
MZ1-2=M1+M2当两层煤层间距大于下煤层开采垮落带高度时,综合采高MZ1-2为:
MZ1-2=M1+M2+M2+850·h1-2]]>其中,M1为上层煤采高,M2为下层煤采高,h1-2为上下煤层之间的法线距离,MZ1-2、
M1、M2和h1-2的单位均为m;
(3)计算近距浅埋煤层的裂隙带高度HL为:
HL=10.2MZ1-2+9.1
其中,MZ1-2为综合采高,HL和MZ1-2的单位均为m;
(4)确定近距浅埋煤层保水开采导水裂隙带上部保护层厚度H0为12~15m;
(5)计算煤岩柱高度H=HL+H0;
(6)根据两层煤层间距和煤岩柱高度对近距煤层进行保水开采。
2.根据权利要求1所述的近距煤层群保水开采方法,其特征在于:所述步骤(6)
中,根据两层煤层间距和煤岩柱高度对近距煤层进行保水开采,具体方法为:
a.当两层煤层间距在5~10m时,保水开采方法为:
a1.当煤岩柱高度大于115m时,采用6~7m的大采高长壁开采方法;
a2.当煤岩柱高度在85~115m之间,长壁工作面采高在4~5.5m大采高之间进行
相应选择;
a3.当煤岩柱高度在80~85m之间,局部采取措施,长壁工作面采高在3.5~5m大
采高之间进行相应选择;
a4.当煤岩柱高度在75~80m之间,采用降低采高正常长壁开采方法,分层开采或
者用条带开采;
b.当两层煤层间距在10~15m时,保水开采方法为:
b1.当煤岩柱高度大于110m时,采用6~7m的大采高长壁开采方法;
b2.当煤岩柱高度在85~110m之间,长壁工作面...

【专利技术属性】
技术研发人员:马立强秦波涛汪辉孙海金志远
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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