【技术实现步骤摘要】
一种地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法
本专利技术属于煤炭开采
,涉及一种生态脆弱煤矿区地表沟谷径流下压煤、减少地表水体、含隔水层破坏的局部充填减损开采方法。
技术介绍
我国西部地区煤炭资源赋存条件特殊,处于干旱-半干旱带沙漠-黄土覆盖的地区,区内水资源普遍匮乏且蒸发量大于降雨量,地表植被稀少,生态脆弱。近年来煤炭资源大规模机械化集中高强度开采,引发了煤层上覆含(隔)水层破坏、地面裂缝、地面塌陷、地下水位下降、河沙减少、水土流失、生态退化等一系列矿山生态环境和地质灾害问题。西部矿区地表多为黄土峁梁地貌,沟谷纵横,在起伏变化大且有季节性充水的沟谷下采煤过程中,覆岩内部上行和下行裂隙破坏隔水层,贯通沟谷与工作面顶板涌水通道,易造成接受大气降水形成的沟谷地表径流水体随贯穿至沟谷底部的导水裂隙带涌入工作面,将严重威胁工作面安全生产。鉴于现有长壁机械化综采方式及部分保水开采方法的局限性,充填开采技术成为有效控制导水裂隙带高度,实现生态脆弱区煤层保水开采的重要方法之一。然而,全部充填技术虽能有效降低地表下沉和提高煤炭回收率,但因其成本较高而受到很大限制;部分充填技术一般通过对覆岩离层注浆、充填及部分煤柱支撑覆岩来控制地表沉陷,由于离层位置确定、地表注浆与开采优化问题在西部煤炭开发中大规模应用仍存在较大难度。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
存在的缺陷或不足,本专利技术的目的在于提供一种方法简单、推进快速、成本较低的地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法。本专利技术的目的是通过以 ...
【技术保护点】
1.一种地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法,其特征在于,包括:/n根据矿区工程地质与开采技术基础资料,确定综合机械化工作面导水裂隙带高度,利用类比法或大井法预测最大、最小涌水量,并对隔水层破坏程度及突水危险性进行预测;/n依据综采工作面数值仿真结果,确定过沟谷前最近局部充填开采、过沟谷后正常开采位置,采用地表沟谷径流下煤层三段式局部充填减损开采方案,间隔布置柔模垛式充填体,确定局部充填开采条件下充填关键技术参数;/n根据工作面实时涌水量、地下水长观测孔水位、地表裂隙分布特征观测结果,实施地表沟谷径流下煤层三段式局部充填减损开采方案,阶段划分为A、B、C距离及充填关键技术参数优化调整;/n重复地表沟谷径流下煤层三段式局部充填减损开采方案,直至完成整个地表沟谷径流条件下煤层安全高效开采。/n
【技术特征摘要】
1.一种地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法,其特征在于,包括:
根据矿区工程地质与开采技术基础资料,确定综合机械化工作面导水裂隙带高度,利用类比法或大井法预测最大、最小涌水量,并对隔水层破坏程度及突水危险性进行预测;
依据综采工作面数值仿真结果,确定过沟谷前最近局部充填开采、过沟谷后正常开采位置,采用地表沟谷径流下煤层三段式局部充填减损开采方案,间隔布置柔模垛式充填体,确定局部充填开采条件下充填关键技术参数;
根据工作面实时涌水量、地下水长观测孔水位、地表裂隙分布特征观测结果,实施地表沟谷径流下煤层三段式局部充填减损开采方案,阶段划分为A、B、C距离及充填关键技术参数优化调整;
重复地表沟谷径流下煤层三段式局部充填减损开采方案,直至完成整个地表沟谷径流条件下煤层安全高效开采。
2.根据权利要求1所述的地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法,其特征在于,矿区工程地质与开采技术基础资料包括沟谷径流下地表沟谷深度、隔水土层厚度、矿井水文地质与开采技术条件和工作面综合柱状基础资料。
3.根据权利要求1所述的地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法,其特征在于,导水裂隙带高度计算如下:
式中,∑M为工作面累计采高。
4.根据权利要求1所述的地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法,其特征在于,大井法工作面涌水量计算如下:
式中,K为渗透系数;Hs为水柱高度;h为水位至隔水层水柱高度;M为水位高度;R0为“大井”影响半径;r0为“大井”半径。
5.根据权利要求1所述的地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法,其特征在于,对隔水层破坏程度及突水危险性进行预测为:导水裂隙带发育高度达到红土隔水层,破坏隔水层岩层,当工作面正常回采至地表沟谷径流位置时将造成工作面涌水量剧增,具有强突水危险性,必须采取留设煤柱或充填减损开采的方法。
6.根据权利要求1所述的地表沟谷径流下煤层局部充填减损开采方法,其特征在于,局部充填开采条件下充填关键技术参数包括采空区垛式充填体强度、尺寸和间排距。
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:高喜才,马腾飞,张锡琛,刘帅,肖江,刘洋,袁博迪,徐自豪,王克玄,张成,
申请(专利权)人:西安科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。