保水采煤的理论与实践(范立民等著)PPT模板
保水采煤的科学内涵
保水采煤的科学内涵范立民【摘要】为保护干旱半干旱矿区含水层及生态系统,通过阐述榆神矿区矿床地质、开采条件、岩层移动特征等,从系统论角度提出了保水采煤的概念和科学内涵,并构建了保水采煤研究基本框架.认为保水采煤适用于干旱半干旱缺水矿区,目标是保护含水层结构和河流基流量基本稳定;主要研究地质条件、岩层移动控制技术、水与生态约束条件和保水采煤关键技术;技术途径包括控制岩层移动抑制导水裂隙带发育、隔水层再造和注浆改造隔水层等.低成本充填技术和沙漠区地下水位相对变浅后的环境效应是保水采煤研究面临的挑战.保水采煤研究是我国干旱半干旱矿区煤炭开采与水资源保护的理论基础和依据.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)001【总页数】9页(P27-35)【关键词】保水采煤;科学内涵;岩层控制;生态脆弱矿区【作者】范立民【作者单位】陕西省地质环境监测总站,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TD823我国西部煤矿区水环境问题是目前研究的热点领域，针对这一热点和全国煤炭开采的普遍问题，钱鸣高建立了绿色开采技术体系[1-2]，促进了煤炭工业健康发展。
彭苏萍等研究了我国煤炭资源与水资源的区域性特征，提出了基于可持续发展的煤炭开发路径[3]。
武强等从矿井水防控与资源化利用角度，提出了减轻含水层结构破坏的“开采技术”[4-5]。
谢克昌等[6]研究了能源金三角发展战略，提出了基于水资源承载力的煤炭产能阈限。
谢和平等[7]提出了我国煤炭的科学开采和科学产能问题及技术路径。
顾大钊[8]研究了神东矿区水资源保护与利用。
这些研究从理论和技术上支撑了煤炭的科学开发，促进了西部矿区水环境问题的科学解决。
针对鄂尔多斯盆地北部开发初期出现的水环境问题，1992年范立民、韩树青等提出了保水采煤思路和方法[9]，并在随后多年的煤田水文地质勘探中，开展了保水采煤基础研究。
1995年首次使用“保水采煤”一词，并识别了保水采煤地质条件分类分区指标，基于榆神府区高强度采煤中的水资源保护进行了卓有成效的研究[10]，王双明等划分了保水开采地质条件和保水开采分区，建立了基于生态水位保护的保水开采技术体系[11]。
防治水课件 Microsoft PowerPoint 演示文稿
孔 隙
孔隙是指颗粒集合体之间的空隙。它是松软
土（粘土、沙土、砂砾）的普遍特征，又是 也可见于胶结不好的沉积岩中。 孔隙的基本特点是：空隙呈多孔性、相 互连通、、分布密而均匀，因此具有较均匀 的含水性和较好的含水能力。 孔隙度 (n) ——衡量孔隙发育程度的指 标。
裂
裂隙
隙
裂隙是坚硬岩石的普遍特征，显著特征就 是不均与性。 根据裂隙的成因裂隙可分为：风化裂隙、 成岩裂隙、和构造裂隙。 裂隙率（kt）——衡量裂隙发育程度的指 标。
3）地质构造的影响 （1）断裂面的力学性质对矿井涌水量的影响 a.压性断裂面 ， 断裂面紧密，透水性差，相对 起隔水作用，对矿井涌水量影响较小。 b.张性断裂面 ， 张裂程度大，充填物内孔隙多 而大，为地下水的运移赋存创造了良好条件，因此 它对矿井涌水量的影响较大。 c.扭性断裂面 延展较远，发育深度大，低序 次断裂亦较发育，因此对矿井涌水量影响较大。
3.影响矿井涌水量大小的因素 矿井充水的水源及充水通道都是控制和影响矿井充水水 量大小的因素。此外尚有其它一些因素影响矿井涌水量的大 小。 1）覆盖层的透水性及煤层围岩的出露条件 覆盖层的透水性能好，补给水量和井下涌水量就大。煤 层围岩是透水的，其在地表出露的面积愈大，则接受降水和 地表水渗入量就愈大，矿井涌水量就大。 2）地形条件的影响 地形直接控制了含水层的出露部位和出露程度，控制着 地表水 和大气降水的汇集。
（二）矿井水灾发生的基本条件
1. 形成矿井水灾必须具备的2个基本条件;一是存在水源 和涌水通道。水源就是流经或积存于井田范围内的地面水和 地下水，如大气降水 、地表水、含水层水、断层水、老空区 积水等；二是涌水通，道就是水源进入矿井的渠道，如井筒、 塌陷坑、裂缝、钻孔和溶洞等。 2.矿井水灾发生的原因。矿井水灾的根源在于水文地 质情况不清、设计不当、措施不力、管理不善和工作人员 的思想麻痹、违章作业等。具体来说有以下7个方面的原因。 （1）地面防洪措施不当。地面防洪、防水措施不周详 或不能认真贯彻执行防洪措施，暴雨、山洪冲破了防洪工 程，洪水由井筒或塌陷区裂缝大量灌入井下而造成水灾。
水力采煤技术-PPT课件
水采专用泵, 单台最大扬程900米,可提升高度800米，该
泵设计流量为300～360m3/h，具体参数见下表：
DN型煤水泵技术参数表
泵型
级数 流量 m3/h
DN300-60×4～12
扬程 (m) 功率 (kw) 效率 (%) 流量 m3/h
DN360-75×4～12
扬程 (m) 功率 (kw) 效率 (%)
重量轻：98kg 压力：20MPa 通径：DN125，DN150
3）高压管
无缝钢管：材质20号钢。 通径：DN125，DN150。
• 2. 高压供水泵
目前主要使用D(Z)300-80型污水高压泵, 该泵为水采 专用泵, 单台最大供水压力为10MPa, 该泵设计流量为280 ～300m3/h，两台串联最高可达20MPa，适合于煤水浓度小 于1g/l,粒度小于0.5mm污水。技术参数见下表：
• 3.2
系统流程：从工作面下来的回采及掘进出的
煤水先进入刮板捞坑进行水力分级，+0.5mm筛上
品通过刮板筛脱水后运至煤仓旱运；-0.5mm筛下
煤水进入井下脱水硐室脱水回收，回收后的煤泥 进入也进入煤仓旱运旱提到地面，煤水净化后采 区内循环复用，详见工艺系统图。 • 3.3 适应条件：旱运旱提能力富裕，开采深度较 大（大于300米），以及旱采矿井某一区域适合水 采的块段。
• 3.采区化水采模式（全部旱提模式）
• 3.1 概念：采区化水采工艺系统彻底打破了常规型水采落 、运、提、脱的工艺模式，取消了煤水提升和地面脱水系
统，使水采煤泥全部在采区回收，实现水采原煤全部旱提
旱运。避免煤水井上下缓冲、储存设施的重复建设，使高 压供水在采区内全部进行闭路循环复用。大大简化了水采 生产环节，缩短了用水循环圈，使其更具有简单、可靠和 灵活性。如通化矿业集团5个水采矿井全部采用该模式。
煤矿安全规程版(防治水部分)学习_图文幻灯片PPT
水文地质条件复杂、极复杂矿应当每月至少开展1次水害 隐患排查，其他矿井应当每季 度至少开展1次。
《煤矿安全规程》防治水部分
【解读】本条是关于防治水规划、水文地质类型划分、水
防治水工作具有专业性和系统性较强的特点，煤矿企业要 组织有关技术人员广泛收集矿区和矿井资料，编制中长期防 治水规划〔5-10
胁后再掘进施工；
《煤矿安全规程》防治水部分
五项防治措施是水害治理的根本技术方法。
“防〞主要指合理留设各类防隔水煤〔岩〕柱和修建各类防 水闸门或防水墙等，防隔水煤〔岩〕柱一旦确定后，不得随 意开采破坏； “堵〞主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水断层、 裂隙和陷落柱等通道； “疏〞主要指探放老空水和对承压含水层进展疏水降压； “排〞主要指完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和 供电系统等必须配套； “截〞主要指截断水源和加强对地表水〔河流、水库、洪水
《煤矿安全规程》防治水部分
2021条文
比照
2021条文
第二百五十二条 煤矿企业、矿井应当编制本单
位的防治水中长期规划〔5～10年 〕和年度方案，并认真组织实施。
煤矿企业、矿井应当对矿井水 文地质类型进展划分，定期收集、 调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑 情况，并在井上、下工程对照图和 矿井充水性图上标出其井田位置、 开采范围、开采年限、积水情况。 矿井应当当建立水文地质观测系统 ，加强水文地质动态观测和水害预 测分析工作。
《煤矿安全规程》防治水部分
第一节 一般规定
保水采煤是神府东胜煤田开发可持续发展的关键_范立民
地质科技管理1998年第5期M AN AGEM EN T ON GEOLOGICAL SCIENCE AND TEC HNOLOGYNo.5,1998·资源开发·范立民:男,高级工程师,陕西煤田地质局185队副总工程师,1988年毕业于中国地质大学(武汉)煤田地质学专业。
一直从事神府东胜煤田的水、工、环地质勘查与研究工作,曾获部一等奖一项。
现从事环境地质研究及地质灾害防治工作(719000,陕西榆林市人民西路27号185地质队)。
【提 要】 神府东胜煤田水资源贫乏,生态环境脆弱,区内唯一可供利用的浅层地下水会受采煤影响而被破坏或被污染。
煤田开发必须在保护浅层地下水的前提下进行,从而不断改善区内生态环境,促进区域经济健康发展。
【主题词】 陕北神府东胜煤田 保水采煤 可持续发展保水采煤是神府东胜煤田●范立民开发可持续发展的关键一、前 言神府东胜煤田(下称神东煤田)位于晋陕蒙交接的陕西省榆林地区和内蒙古自治区伊克昭盟东胜市境内,分布面积2000km 2,煤储量约××亿吨。
它地理位置优越,地质构造简单,煤质优良,开采容易,是我国煤炭工业战略西移的首选基地。
然而煤田地处干旱半干旱的毛乌素沙漠与黄土高原接壤地区,水资源贫乏,植被稀疏,生态环境脆弱,社会发展水平低。
自然状态下环境质量呈下降趋势。
如何合理有效地开发煤资源,保护水资源,促进生态环境的改善和区域经济的可持续发展,是神东煤田开发全过程中必须贯彻的方针。
作者认为,神东煤田开发必须走可持续发展的道路,而可持续发展开发煤田的关键是在保护浅层地下水资源的条件下开发煤资源即保水采煤。
二、改善生态环境是煤田开发可持续发展的重要组成部分可持续发展的关键是人与自然和谐相处。
人类在开发自然、改造自然过程中,更要珍惜自然,保护自然,才能使自然给人类的生存与发展提供更多的帮助。
神东煤田自然环境条件差,它处在沙漠与黄土两大地貌单元的接合部。
41保水采煤-75页PPT精选文档
4-1 概述 4-2 水体下采煤 4-3 承压含水层上采煤 4-4 矿井水的资源化利用
4-1 概述
一、保水开采技术体系 二、保水开采的若干问题
一、保水开采技术体系
保水开采就是在采煤的过程中对地下水资源进行保 护并对矿井排水进行资源化利用。转变传统矿井水 害防治理念：将“治水”变“保水”、“排水”变 “采水”，强调对矿区水资源的保护和利用。
四、水体下采煤的安全煤岩柱留设
（一）水体的采动等级及允许采动程度 • Ⅰ级 不允许导水断裂带波及到水体 • Ⅱ级 允许导水断裂带波及松散孔隙弱含
水层水体，但不允许垮落带波及该水体 • Ⅲ级 允许导水断裂带进入松散孔隙弱含
水层，同时允许垮落带波及该弱含水层水 体
Ⅰ级水体采动等级允许采动程度
水体类型
水量不太大，而水体的 分布范围很大
（三）顶疏结合采煤
受多种水体或多层含水层水体威胁 间距大于导水断裂带高度的水体，顶水采 煤； 间距在垮落带和导水断裂带范围内的水体， 疏水采煤。
顶水和疏水取决于水体与煤层的间距和
水体的类型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水体下采煤
单纯的地表水（河流、水库、湖泊）难疏 干，顶水采煤，留防隔水煤岩柱。 单纯的松散含水层水体 砂层
松散含水层水+基岩水
水
地表水+松散含水层水+基岩水 采煤方法由具体情况而定
体
①隔水层的厚度
下
②隔水层的性能
采
③水体至煤层的距离
煤
④采厚
⑤水量大小
⑥水源
（四）堵截水源与疏水结合采煤
采用粘结性材料注入含水层的孔洞中，形成 地下挡水帷幕，切断水的补给通道，然后疏 水采煤。 条件：含水层厚度较小、补给通道集中、水 文地质条件清楚，具备可靠隔水边界
《保水采煤》课件
对地下水的污染，降低
以保护并合理利用地下
近地质条件，提高矿井
对自然环境的破坏。
水资源，实现节约用水。
的稳定性和安全性。
保水采煤的操作步骤
1
准备工作
组织人员和物资，确保设备和管道的
施工前期
2
完好，制定保水计划。
进行地质勘探，确定保水采煤的具体
方案，进行预备工作。
3
施工过程
根据保水采煤方案，逐步进行设备安
《保水采煤》PPT课件
欢迎来到《保水采煤》PPT课件，本课件将介绍保水采煤的原理、技术应用
领域以及操作步骤。让我们一起探索这项重要的煤炭生产技术。
背景和介绍
了解煤炭资源短缺和环境保护的重要性，介绍保水采煤的概念和目标。探索保水采煤对矿井生态环境的
积极影响。
保水采煤的原理和目的
深入探讨保水采煤的原理，包括分区域、分流水的技术要点。解释保水采煤
的目的是为了增强煤矿附近地下水资源的保护和利用。
保水采煤技术的应用领域
介绍保水采煤技术在不同煤炭生产领域的应用情况。从大型煤矿到小型煤矿
以及开拓新矿区，保水采煤技术无处不在。
保水采煤技术的优势和特点
1
环境友好
2
节约资源
3
增加煤矿安全性
保水采煤可以减少煤矿
通过保水采煤技术，可
保水采煤可改善煤矿附
可持续开发利用和矿井环境的
提高了煤炭回收率，减小了矿
源的损耗。
可持续发展。
井塌陷的风险。
总结和展望
回顾保水采煤的原理、应用领域和操作步骤，展望未来保水采煤技术在煤矿生产中的广泛应用和不断改
进。
验收和维护
对保水采煤效果进行验收，并制定维
煤矿防治水讲座ppPPT课件
20
矿井水灾预防
《规程》第266条规定：采掘工作面或其他地
点发现有煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、 出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加 大、地板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔 喷水、底板涌水、煤壁溃水、水色发浑、有 臭味等透水预兆时，应当立即停止作业，报 告矿调度室，并发出警报，撤出所有受水威 胁地点的人员。在原因未查清、隐患未排除 之前，不得进行任何采掘活动。
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矿井水灾预防
根据上两式计算的Hf值，即防水煤（岩）柱的高度， 其 结 果 不 得 小 于 20m 。 其 中 ， 采 后 垮 落 带 高 度
Hk=M/(Kp-1) 。式中：M为煤层厚度，m；Kp为岩石碎
胀系数，取1.15-1.25；保护层厚度Hb=6M/n.式中，n为 开采煤层的分层数。
导水裂隙带最大高度
跨落带高度 α
煤层露头被松散富含水性强含水 层覆盖时防隔水煤（岩）柱留设
2020/3/23
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矿井水灾预防
②老窑积水区或导水断层防隔水煤（岩）柱的留设 在水淹区下侧或老窑积水区下侧的同一煤层中进行开采， 积水区的界限已经查明，或遇到导水断层时，其隔水煤 （岩）柱的留设可参考下面的经验公式计算：
《煤矿安全规程》第259条规定：相邻矿井的分界
处，应当留防水煤（岩）柱。矿井以断层分界 的，应当在断层两侧留有防隔水煤（岩）柱。 防隔水煤（岩）柱的尺寸，应当根据相邻矿井 的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、 围岩性质、开采方法以及岩层移动规律等因素， 在矿井设计中确定。 严禁在各类防隔水煤（岩）柱中进行采掘活动。
的重大人员伤亡和矿井停产事故。
事故原因：a、未对井田内的小煤窑开采情况进行充
分的调查，致使小煤窑与本矿井下巷道沟通，形成 洪水灌入小煤窑后进入大矿的通道；b、未对井田范 围内的废弃小窑进行及时治理，填埋，给洪水涌入 留下了隐患。
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09
第5章限高保水采煤技术及工程 实践
第5章限高保 水采煤技术及 工程实践
5.1榆树湾地区地质及水文地质条件 5.2限高保水采煤的技术参数 5.3限高保水采煤效果
10
第6章窄条带保水采煤技术及工 程实践
第6章窄条带保水采煤技术及工 程实践
6.1榆阳区地方煤矿开采背景条 件
6.2窄条带开采合理参数确定
12
第8章承压水体上保水采煤技术 及工程实践
第8章承压水体上保水采煤技术 及工程实践
8.1煤层底板地质条件探查技术 8.2煤层底板破坏演化规律 8.3底板注浆加固改造技术 8.4煤层底板保水开采工程实践
13
第9章巨厚砂砾岩含水层下保水 采煤技术与实践
第9章巨厚砂砾岩含水层下保水采煤技术与实践
08
第4章充填保水采煤技术及工程 实践
技第
术 及 工 程 实 践
章 充 填 保 水 采
煤
4
01
4.1榆阳煤 矿地质及水 文地质条件
04
4.4充填开 采工程实践
02ห้องสมุดไป่ตู้
4.2充填材 料的选取
05
4.5充填开 采效果及效
益分析
03
4.3充填开 采设计
06
4.6充填开 采社会环境
效益分析
06
第2章保水采煤的植被与水位约 束
第2章保水采煤的植被与水位约 束
2.1研究区植被生态与地下水关 系
2.2原位实验
2.3矿区地下水位变化阈限数值 模拟
07
第3章保水采煤分区
第3章保水采煤分 区
3.1导水裂隙带发育高度 3.2基于地质条件的分区 3.3基于生态的分区 3.4基于突水溃沙的分区
9.1保水开采的地质背景 9.2采煤对覆岩及洛河组含水层的影响 9.3导水裂隙带高度探查分析评价 9.4保水开采分区技术及实践
14
第10章结论与建议
第10章结论与建 议
10.1结论 10.2建议
15
参考文献
参考文献
感谢聆听
6.3窄条带开采煤柱稳定性数值 模拟研究
6.4窄条带保水开采工程实践
11
第7章地表水体下保水采煤技术 及工程实践
第7章地表水体下保水采煤技术 及工程实践
7.1常家沟水库地质背景条件 7.2地表水体保护煤柱合理宽度留设 7.35<sup>－2</sup>煤层开采地 表移动观测 7.45<sup>－2</sup>煤层开采合 理保护煤柱的确定 7.5社会经济效益分析 7.2地表水体保护煤柱合理宽度留设 7.35<sup>－2</sup> 煤层开采地表移动观测 7.45<sup>－2</sup>
保水采煤的理论与实践 (范立民等著)
演讲人
2 0 2 X - 11 - 11
01
序一
序一
02
序二
序二
03
前言
前言
04
绪论
绪论
0.1研究背景 0.2保水采煤理论的发 展 0.3保水采煤的概念 0.4保水采煤研究现状
05
第1章研究区地质背景条件
第1章研究区地质 背景条件
1.1自然地理 1.2地质 1.3水文地质 1.4煤层