保水开采技术
煤矿保水开采技术
中国矿业大学题目：保水开采技术2014年10月26日摘要： (3)一、研究背景 (3)二、煤炭开采对地下水的影响分析 (4)1.1煤炭开采对地下水水位的影响 (4)1.2煤炭开采对地下水水质的影响 (4)三、保水开采技术途径 (5)2.1 合理选择开采区域 (5)2.2留设防水煤岩柱 (5)2.3 应用保水采煤方法 (5)2.4对采矿区实施充填 (6)2.5 长壁工作面快速推进 (6)四、煤矿保水开采主要影响因素 (7)五、榆神府矿区保水开采实践 (7)4.1矿区概况及水资源破坏情况 (7)4.2保水开采工程技术措施及保水效果 (8)六、煤矿保水开采的研究方向 (9)七、结语 (9)参考文献： (9)针对采煤过程对区域水文地质的影响和对地下水资源的破坏问题，从煤矿开采对地下水位、水质的影响，工作面的布置、煤岩柱的留设、采煤方法、长壁工作面快速推进等方面提出了保水开采的技术途径。
以榆神府矿区保水开采实践为例讲述保水开采方法的效果，总结了保水开采技术今后的研究方向，提出了可行性研究方位，完善了保水开采技术的理论体制。
关键字：保水开采、水资源破坏、煤矿水位、水质一、研究背景长期以来，我国煤炭开采一直是以牺牲矿区环境为代价，在煤炭开采后，造成农田以及建筑物破坏、村庄迁徙、矸石堆积如山，河川迳流量减少，部分地区地下水水源干枯、土地沙漠化等矿区生态环境严重破坏的问题。
随着我国煤炭产量的不断增加，煤炭开采所带来的环境问题愈加突出，其中水资源的破坏问题最为明显，也最为敏感，因为我国大部分矿区分布在中西部干旱半干旱地区。
煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始迳流，大量排出地下水；采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通，形成大规模地下水降落漏斗，造成区域含水层水位下降，直接影响到区域水文地质条件。
采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体 (河流、湖泊、井泉等)的原来形态，造成部分沟泉水量减少甚至干涸；影响当地居民正常的生产生活，进而影响区域植被生长，甚至土地沙漠化。
保水采煤的原理
保水采煤的原理一、引言保水采煤是一种新型的采煤方法，旨在提高煤炭开采效率的同时，保护地下水资源不受损害。
本文将详细介绍保水采煤的原理，主要包括采动压力控制、水体保护、隔离水体和排水与处理等方面。
二、采动压力控制采动压力控制是保水采煤的关键环节之一。
在煤炭开采过程中，地层受到采动影响，会产生一定的压力变化。
如果采动压力控制不当，可能会导致水体漏失、突水等事故。
因此，采动压力控制的主要目的是在开采过程中保持地层压力的相对稳定，防止水体漏失和突水等事故的发生。
在实际操作中，可通过优化开采顺序、调整采空区处理方法等方式实现采动压力控制。
三、水体保护水体保护是保水采煤的重要原则之一。
在煤炭开采过程中，应采取有效措施保护地下水资源不受损害。
这包括减少对含水层的扰动、防止含水层受到污染、降低开采过程中的涌水量等。
为了实现这一目标，需要采取一系列技术措施，如合理设计工作面、选择合适的开采方法、优化排水系统等。
同时，还应加强水质监测和环境保护工作，确保地下水资源的安全和可持续利用。
四、隔离水体隔离水体是指在采煤过程中，采取措施将采空区与周围的水体隔离，以防止水体进入采空区。
这可以通过在采空区周围设置隔离墙或隔离带实现。
隔离墙或隔离带可以采用不同的材料和结构形式，如粘土堆、煤矸石堆等。
隔离水体的目的是减少水体进入采空区的可能性，从而降低涌水量和废水处理难度。
五、排水与处理在煤炭开采过程中，不可避免地会产生一定量的涌水和废水。
这些水体可能含有悬浮物、油类和其他有害物质，需要进行排水与处理以避免对环境造成损害。
排水与处理主要包括涌水的排出和废水的处理两部分。
涌水的排出可以通过设置合理的排水系统实现，废水处理可以采用物理、化学或生物方法进行处理，以降低其对环境的影响。
处理后的废水可以进行回用或排放，需根据实际情况进行决策。
保水采煤实施方案
保水采煤实施方案一、背景和目标近年来，随着采煤工艺的不断改进和环境保护意识的增强，保水采煤成为煤矿开采过程中的一项重要措施。
保水采煤旨在减少水资源的消耗，保护地下水和地表水的水源安全，同时减少对生态环境的影响。
本文旨在制定一套有效的保水采煤实施方案，以确保矿区的可持续开采和环境保护。
二、保水采煤的基本原理保水采煤是通过在采煤工作面进行水射流喷涌，以增加水压，有效地控制煤层冲击、煤塌和瓦斯突出等事故的发生。
其基本原理如下：1.增加煤壁稳定性：通过增加支护中的水压，有效增加煤壁的稳定性，减少煤与围岩的相互作用，防止煤层的塌方。
2.降低煤尘浓度：采用喷水降尘技术，将喷射水雾喷向煤炭开采过程中的煤炭、煤壁和矸石等位置，有效降低煤尘的浓度，减少煤尘对周围环境和工作人员的危害。
3.降低瓦斯浓度：保水采煤过程中，通过喷水降尘和增加湿度，减少了煤与空气的接触面积，有效地降低了煤炭开采过程中产生的瓦斯浓度，减少了瓦斯爆炸的风险。
三、保水采煤的具体措施3.1 喷水降尘技术喷水降尘技术是保水采煤的核心技术之一，具体措施包括：•在采煤工作面上方设置水雾发生器，通过压缩空气将水雾喷射到采煤工作面上方；•设置合理的喷水密度、喷水角度和喷水强度，以达到最佳的降尘效果；•定期检查和维护喷水设备，确保其正常工作。
3.2 水射流支护技术水射流支护技术是保水采煤的另一个重要措施，具体措施包括：•在采煤工作面设置水射流支护装置，通过高压水射流的力量增加采煤工作面支护的稳定性；•设置合理的水射流参数，包括水射流压力、喷水速度和喷射角度等；•对水射流设备进行定期检查和维护，确保其正常运行和使用。
四、保水采煤实施方案的效益采用保水采煤实施方案，可以带来以下效益：1.减少水资源的消耗，提高矿区水资源的利用效率；2.保护地下水和地表水的水源安全，减少水环境污染；3.降低煤尘和瓦斯的浓度，减少相关事故的发生，保护矿工的生命安全；4.提高煤矿的生产效率，降低开采成本，增加经济效益；5.增加矿区的可持续开采能力，延长矿区的使用寿命。
绿色开采技术详解
第一节 保水开采技术
一、开采对地下水分布的影响 1、地下水的来源与分类 1）地下水的来源 矿井水来源于地表水和地下水，主要是雨水。 地表水主要是指矿区附近地面的江河、湖泊、 池塘、水库、废弃的露天坑、塌陷坑积水以及雨水 和冰雪融化汇集的水。 地下水主要是指含水层水、断层裂缝水和老空 积水。这些水源可能从各种通道和岩层裂缝渗透进 入矿井，是主要水源。
（二）推广煤巷锚网支护技术 （三）矸石利用
矿井开拓布置方式
“全煤巷”采区巷道布置方式
邢东煤矿井下巷道矸石充填应用实例
（一）充填方法 1、带式输送充填 2、巷道注浆
（二）矸石充填系统经济效益分析 1、矸石山排矸系统经济分析 2、矸石充填系统经济效益 3、经济效益分析
矸石充填系统示意图
第四节 矿区废弃地生态修复技术
充 填 开 采
充填开采
条带开采
协调开采
“采一注一跳采”三步法开采
三 、建筑物和土地的保护措施
（一）变形缝 1、变形缝的作用 2、设置变形缝的位置 3、变形缝宽度的确定
（二）钢拉杆
1、钢拉杆的作用 2、钢拉杆的设置
（三）钢筋混凝土圈梁
1、钢筋混凝土圈梁的作用 2、钢筋混凝土圈梁的设置
1）、实施不同煤层搭配开采 2）、取消岩石集中巷
4、沿空留巷
煤矿肩上的重负---矸石山
二、采掘工艺
（一）采煤工艺 1、加大采高，煤层全厚开采 2、煤岩分采 3、留顶（底）煤开采
（二）掘进工艺 1、分掘分运 2、宽巷掘进，矸石充填
加大采高，煤层全厚开采
煤岩分采
分掘分运
宽巷掘进，矸石充填
三、井下矸石充填技术
“绿色开采”
“绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿 色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努 力去实现低开采、高利用、低排放”的开采技术。
保水开采
保水开采班级：采矿2014级1班姓名：阮泽宇学号：01140041摘要：保水开采的概念包括下列三个层次的内涵：首先要避免才没工作面的突水事故，实现工作面安全高效开采；其次，采取技术减少采煤对地下含水层的破坏程度，保护地下水资源；第三，要对矿井疏排水进行资源化利用，一定程度上实现“煤水共采”，同时对采煤破坏的含水层进行恢复和再造。
本文通过举例介绍部分保水开采的方法。
1.浅埋煤层保水开采岩层控制实例我国西部浅埋煤层保水开采的核心理念是保护生态水位，保水开采岩层控制的理论基础是隔水层的稳定性。
基于陕北浅埋煤层煤水赋存条件，通过物理模拟和地裂缝实测分析，揭示了浅埋煤层隔水岩组的“上行裂隙”和“下行裂隙”发育规律，发现了“上行裂隙”和“下行裂隙”的导通性决定着隔水岩组的隔水性。
通过理论分析，给出了“上行裂隙带”发育高度和“下行裂隙带”发育深度的计算公式，建立了以隔水岩组厚度与采高之比( 隔采比) 为指标的隔水岩组隔水性判据。
据此，提出了保水开采分类方法，基于神府矿区条件给出了分类指标范围。
保水开采分类覆岩隔水岩组的厚度、性质和采高不同，隔水岩组的稳定性不同。
根据隔采比指标对保水开采进行分类，有利于从宏观上确立对应的开采方法。
(1) 自然保水开采类。
采用一次采全高长壁开采方法，隔水岩组位于弯曲下沉带并保持隔水性，称为自然保水开采类。
神府矿区基岩的导水裂隙带高度一般为18 ～ 28 倍采高，取上限 28 倍; 下行裂隙深度取 2 倍采高，代入( 4) ，则神府矿区自然保水开采的条件为Gc ≥ 28M + 2M + ( 3 ～ 5) M = ( 33 ～ 35) M即，有效隔水岩组为黏土层( 或基岩) 时，隔水岩组总厚度超过 33( 或 35) 倍采高才能实现自然保水开采。
对于神府矿区厚度为 10 m 的厚煤层，如果采用放顶煤开采，则隔水岩组厚度必须大于 330 ～ 350 m 才能实现自然保水采。
显然，大部分工作面不能满足自然保水开采条件。
绿色开采的概念与技术体系
绿色开采的概念与技术体系作者：钱鸣高绿色开采技术的主要内容包括:保水开采，建筑物下采煤与离层注浆减沉，条带与充填开采，煤与瓦斯共采，煤巷支护与部分研石的井下处理，煤炭地下气化等。
另外，岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了一个理论平台。
党的十六大报告明确提出“走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。
因此，必须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。
近期提出的循环经济是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统。
将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响和破坏减少到最低限度。
它不同于传统经济的高开采、低利用、高排放”，而是要达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。
对矿业来说就是要实现绿色矿业”，其核心内容之一就是要实现绿色开采”。
“绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力去实现低开采、高利用、低排放”的开采技术。
矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，开发建设后，人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田及建筑物破坏、村庄迁徙、矸石堆积，河川径流量减少、地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，矿物内的有害物质流入地下水中等。
我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全，如投入不足;技术装备落后;安全设施欠账;工人工资太低。
二是相关费用支付不全，如矿产资源费及植被恢复，地面塌陷与水损失，污染治理等。
提出并形成绿色开采技术是为了正视开采对环境造成的影响和破坏，以便提出必要的对策并对政府提出必要的政策建议。
煤炭开采形成的环境问题主要有:①煤炭开采对土地资源的破坏损害，以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。
分析煤矿开采技术存在的问题及解决的策略
分析煤矿开采技术存在的问题及解决的策略摘要：随着科学技术的不断发展以及进步，我国的煤矿开采技术不断改进以及完善，开采量以及开采效率不断提升，对于我国的经济发展以及人们生活水平提升具有十分重要的作用。
然而在煤矿开采过程中依旧存在很多问题需要引起相关人员的高度重视，如果不采取合理的措施加以完善，将给煤矿开采企业带来十分严重的影响以及造成重大的损失，本文主要总结了煤矿开采中存在的问题以及提出了解决的策略。
关键词：煤矿；开采；问题；策略煤炭是我国的重要生产能源，煤炭行业关系到国民的经济的发展，应当受到社会各界人士的高度重视以及广泛关注，随着我国技术的不断革新，煤矿开采技术也不断完善，开采数量以及效率得到大幅度的提升，然而，煤矿开采的过程中存在一些问题，包括安全方面以及环境方面的问题，一方面，煤矿开采行业属于高危行业、另一方面，煤矿开采造成严重的环境问题。
因此，应当采取有效的对策加以解决。
本文主要分析煤矿开采技术存在的问题及解决的策略。
一、煤矿安全生产的意义（一）威胁员工生命安全煤矿的安全事故出现主要威胁煤矿的开采员工，尤其是对煤矿井下作业的员工生命健康造成严重的威胁，在煤矿当中作业容易发生瓦斯爆炸、井下冒水、冒顶等危险事件。
此外，由于在矿井下的工作环境比较恶劣，如果在煤矿井下发生事故，在井下工作的员工难以逃生。
因此，在开采的过程中，应当大力加强安全防护工作，通过应用安全生产的技术保障煤矿生产的安全性以及可靠性，并且可以有效降低煤矿事故发生的概率以及人员伤亡。
保障煤矿开采人员的生命安全是煤矿企业应当高度重视的事情以及必须负起的职责。
（二）关系企业经济效益经济效益的提升是企业不断向前发展的动力，在煤矿开采的过程中，应当加强安全工作才能切实保障企业经济效益，保障生产的安全性以及人员的健康是保障企业可持续开展煤矿开采工作的前提。
换句话说，如果在开采的过程中发生了煤矿安全事故，不但会导致生产被迫突然中断，而且严重影响煤矿企业的外在环境。
保水采煤的原理
保水采煤的原理
保水采煤是一种利用水力压裂和水力运输技术来采煤的方法。
其原理是通过高压水将矿体内的岩石和煤层破碎，然后将破碎的物料和水一起通过管道输送到地面，实现采煤和输送的一体化操作。
具体来说，保水采煤的原理包括以下几个步骤：
1. 水力压裂：在地面上的水泵站产生高压水，将高压水通过水管输送到井下，然后通过喷嘴将高压水喷射到矿体内部。
高压水的喷射会产生强大的冲击和剪切力，使煤层和矿体内的岩石破碎和解体。
2. 破碎和混合：煤层和岩石被高压水破碎后，形成的煤矸石和水混合物会被冲击和搅拌，从而进一步将破碎的物料形成均匀的混合状态，便于输送。
3. 水力输送：破碎和混合后的煤矸石和水混合物通过井下的管道系统输送到地面。
在管道中，高压水的力量推动物料的运动，使得煤矸石和水混合物能够快速、高效地输送到目的地。
4. 回收和处理：地面上的设备对煤矸石和水混合物进行过滤和分离，将水分离并回收利用，将煤矸石进行处理，以减少环境污染。
回收利用的水可以再次被用于保水采煤过程中的高压水泵站。
总之，保水采煤利用高压水力压裂和水力输送的工艺原理，将
煤矸石和水混合物直接输送到地面，实现了煤炭的采煤和输送的高效、安全和环保一体化操作。
绿色开采技术
开采对地下水的影响
二、保水开采技术的主要影响因素
主要影响因素 1、地质构造特征 2、水文地质条件 3、煤矿开采阶段
三、保水开采技术和矿井水循环使用技术
1、保水开采技术 1）、合理选择开采区域 2）、防水（砂）煤（岩）柱留设 3）、保水开采方法 ① 减小导水裂隙高度的开采方法 ②以底板加固为主导技术的开采方法 ③浅埋煤层长壁工作面保水开采方法
2、矿井水的合理利用及循环 使用技术
1）矿井水合理利用 矿井水资源化,提供煤矿自用水和社会 公用水。 2）矿井水循环使用处理工艺 根据水源水质的差异和用水对象的不 同需求选择水处理工艺：
第二节 建筑物与土地保护技术
一、煤矿开采对土地与建筑物的破坏分析 二、保护土地及建筑物的开采技术 三、建筑物和土地的保护措施
充填开采
协调开采
“采一注一跳采”三步法开采
三 、建筑物和土地的保护措施
（一）变形缝 1、变形缝的作用 2、设置变形缝的位置 3、变形缝宽度的确定
（二）钢拉杆
1、钢拉杆的作用 2、钢拉杆的设置
（三）钢筋混凝土圈梁
1、钢筋混凝土圈梁的作用 2、钢筋混凝土圈梁的设置
（四）变形补偿沟
“绿色开采”
绿色开采技术的主要内容包括: 保水开采技术 建筑物与土地保护技术 煤与瓦斯协调开采技术 洁净开采技术 煤炭地下气化技术 矿区废弃地生态修复技术
第一节 保水开采技术
一、开采对地下水分布的影响 1、地下水的来源与分类 1）地下水的来源 矿井水来源于地表水和地下水，主要是雨水。 地表水主要是指矿区附近地面的江河、湖泊、 池塘、水库、废弃的露天坑、塌陷坑积水以及雨水 和冰雪融化汇集的水。 地下水主要是指含水层水、断层裂缝水和老空 积水。这些水源可能从各种通道和岩层裂缝渗透进 入矿井，是主要水源。
《保水开采技术》课件
在矿区开采过程中，部分土地会受到破坏，无法再用于农业生产或其他用途。保水开采技术可以在开采过程中采 取措施，减少对土地的破坏，并在开采结束后进行土地复垦和再利用，使土地资源得到充分利用。
城市地下空间开发
总结词
保水开采技术可以为城市地下空间开发 提供技术支持，促进城市地下空间的合 理利用和城市的发展。
平硐开拓法
在矿床地面水平或倾斜挖掘平 硐，作为矿床开拓的主要通道 。
斜井开拓法
在矿床地面斜向挖掘斜井，作 为矿床开拓的主要通道。
联合开拓法
结合竖井、平硐和斜井开拓法 的优点，综合运用多种开拓方
式。
保水开采的采矿方法选择
空场采矿法
将矿块划分为矿房和矿 柱，先采矿房后采矿柱 ，采空区用尾砂、废石
等充填。
保水开采技术的主要目的是在采煤过程中保持地下水水位稳 定，避免因采煤导致地下水资源的枯竭和地面塌陷等环境问 题。
保水开采技术的原理
保水开采技术的原理是通过采煤工艺和地面、地下水资源的保护措施，减少采煤 对地下水的影响，保持地下水水位稳定。
在采煤过程中，通过控制采煤工作面的推进速度、采高、开采顺序等参数，减少 采空区对地下水的破坏，同时采取地面注浆、帷幕截流等措施，防止地下水资源 的流失。
保水开采技术对环境保护的意义
意义一
保水开采技术可以有效保护地下水资源，避免开采过程中的水体 污染和资源枯竭。
意义二
保水开采技术可以减少地表沉陷和塌陷等地质灾害的发生，降低 对地面建筑、道路和农田的影响。
意义三
保水开采技术可以促进矿区生态修复和恢复，改善矿区环境质量 ，提高生态系统的稳定性和可持续性。
湿式充填技术
利用尾砂、废石等制作成浆体进行充填，适 用于深部矿体的开采。