承压水上采煤技术研究
高承压含水层上煤层安全开采技术探讨

基 金 项 目 :山东 省 沉 积 成 矿 作 用 与 沉 积 矿 产 重 点 实 验 室 开 放 课 题
资 助 ( 号 : D M2 11 ) 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 ( 号 : 编 MS 0 0 2 ; 编 4 0 2 1 ) 国家 自然科 学 基 金 重 点 项 目资 助 ( 号 :5 04 0 ) 17 2 2 ; 编 1 30 3 ;
w e e n e sbl de h or a i ng a t i~ a ta i ng waspu o wa d. Se on y,a c dig o r otfa i e un rt e n m lm ni nd s rp p r ilm ni tf r r c dl c or n t
Ke wo d y r s: hi h c n i e a i e g o f n d qu f r; s r p pa ta m i n ti ~ ril ni g; d own t e z e hr e on s; m i wi t ne d h; c a ol
pilr wi h la dt
防治 措 施 。首 先 分 析矿 井 地 质 、水 文 地 质条 件 ,认 为 正 常 开 采 条 件 下 底 板 注 浆 、疏 水 降 压 可 行 性 较 差 , 选 择 条 带 开 采 力法 ;然 后 ,根 据 相 关 “ 程 ” ‘ 规 ,以 “ 三 带 ” 理 论 为 指 导 ,综 合 考 虑 隔 水 层 真 实 厚 度 、 下
小 断 层 ,落 差 在 0 3 左 右 。 研 究 区 一 9 0 标 高 ~ m 0m 岩 浆 岩 较 发 育 , 东 部 在 4 号 、4 1 7号 钻 孔 、三 节 西
一
上 山 、下 山处也 揭 露 岩 浆岩 发 育 。该 区 1 0 . m, 除 深 部 被 火 成 岩 局 部 侵 蚀 和 局 部 变 薄 外 , 全 区 大 部 分 可 采 , 可采 系 数 7 。 7 影响 1 O煤 开 采 的 主 要 含 水 层 , 主 要 为 徐 家 庄 灰岩 和奥 陶系 灰 岩 。徐灰 在 研 究 区 的浅 部 有两 层 , 厚 度 从 1 I左 右 由深 部 向 浅 部 逐 渐 减 小 。深 部 徐 0I 1 灰 只 有 一 层 ,厚 度 较 小 ,水 量 较 小 ,水 压 较 大 ,
水体上开采技术与典型案例分析

3.9.水体上开采突水系数分析结论
实践与测试资料表明,矿压作用下的底板破 坏深度一般为6-14m,灰岩水的导升高度一般为37m,上下两个破坏带厚度之和为9-21m。
由此可见,准确查明矿压破坏带和导升断裂 带厚度是预测底板突水条件的关键因素。
最后,则是操作注水控制台,对分隔出的一段钻孔进 行注水观测,通过注水控制台上的流量表,观测出这段岩 层单位时间的注水渗流量,从而测试出这段岩层的透水性 能。
5.2 底板导水破坏深度 经验公式计算法
根据大量实测资料,用实测的底板导水破坏深度与关系 最密切的工作面斜长、采深、倾角等因素的数据经回归分
析,拟合公式。
修正后的公式充分考虑的破坏和影响,应该 说更加符合实际情况。
3. 3 等效隔水层厚度概念
上述公式中只考虑了底板隔水层厚度而未考虑底板隔水层是由 不同性质的岩层复合而成,且不同岩石有着完全不同的力学性质和 抗水压能力。因此,不能单纯以岩石的实际厚度来计算突水系数, 而应根据岩石本身的力学强度和隔水性能对实际厚度进行计算,得 出一个假定岩体强度和隔水性能均一的等效隔水层厚度(Me)。为此, 提出了等效隔水层厚度的计算公式:
3. 4 岩石强度比值系数
确定有效隔水层厚度的关键在于如何确定不 同性质岩层的强度比值系数。目前还缺乏系统的 理论与实验研究。根据邯郸地区的现场压水试验 资料获得了表2-2斫列的强度比值系数。
3. 5 新的突水系数计算公式
在获得了等效隔水层厚度后,并考虑底板破 坏带深度和原始导升高度带等因素,所得到新的 突水系数的计算公式如下:
2) 井下仰斜钻孔双端堵水器导高观测原理与方法
底板高承压水上开采防突水技术的实践应用

底板高承压水上开采防突水技术的实践应用摘要:超化煤矿随着开采性深部延伸,底板水压增大,底板水害威胁已成为影响安全开采的主要因素。
通过底板注浆加固,将灰岩含水层改造成为隔水层,并通过加固前后的物探对比,检验孔验证,确保注浆改造效果,有效的解除工作面底板水害威胁,为工作面安全回采保证。
关键词:煤层底板灰岩含水层直流电法物探郑煤集团超化煤矿主采为二叠系山西组二1煤,矿井采用单水平上、下山开采,上山煤炭资源已基本采尽,现主采工作面转至下山及井田边缘水文地质条件复杂区域开采,水害威胁已成为影响开采的主要因素。
随着矿井开采向深部延伸,开采标高降至-200~-497 m,带压最大达5.71 MPa,均为高承压水上采煤。
高承压水上开采时防底板突水已成为威胁超化煤矿安全生产、制约矿井稳定发展的重要因素。
1 31001工作面情况1.1 工作面概况31001工作面位于31采区,地面标高为+189.9~+226.5 m,工作面标高为-330~-167 m,设计可采走向长度780 m,切巷长145 m。
本工作面煤层结构简单,煤层走向50°~110°,倾向140°~200°,煤层倾角11~38°,平均倾角为18°;煤厚0.3~16 m,平均煤厚7.0m。
1.2 工作面底板主要含水层情况该工作面底板岩溶水含水层赋水性强,水量补给丰富,是威胁矿井安全生产的主要含水层。
上部L7-8灰岩,厚度10 m左右,上距二1煤12 m左右,是本区煤层底板直接充水含水层,该含水层赋水性不均一,局部裂隙较发育区域,赋水性较强;中部L5-6灰岩,厚约18 m,上距二1煤33.5 m左右,该层灰岩赋水中等;下部L1-4灰岩,厚度17 m左右,上距二1煤约55.5 m左右,该层灰岩赋水性强,多数钻孔出现明显消耗和严重漏水现象;奥陶、寒武系灰岩含水层,厚度大于300 m,上距二1煤77 m左右,在水力联系上通常连为一体,是本区的主要含水层,岩溶裂隙普遍发育,含水丰富,通过构造或其它导水通道,补给上部含水层,是矿井间接充水含水层。
承压水体上煤层开采技术

郑州 矿 区含煤 地 层 自老 而 新 有石 炭 系本 溪 组 、 太原 组 ( 煤组 ) 二叠 系 山西组 ( 一 和 二煤 组 ) 下石 盒 、 子组 和上 石 盒 子 组 ( 、 、 、 、 、 煤 组 ) 总 四 五 六 七 八 九 , 厚度 7 5 5 0 . 5m。矿 区 主要 开 采二 叠 系 山西 组 的 二 煤层 , 层 厚 度 0~1 . 3m, 煤 8 2 平均 6 8 .6 m。矿 区煤 系地层 的基 底为 奥 陶 系 中统 马 家 沟 组 石 灰 岩 , 度 厚 1. 4 . 岩溶 裂 隙 发育 , 2 8~ 3 6 m, 富水 性 极 强 , 的压 水
素 , 细阐述 了承压水体上采煤的几种方案和安全技术措施 。 详
关 键 词 : 压 水 体 ; 采 技 术 ; 质 条 件 承 开 地 中 图分 类号 :D 2 .3 T 8 3 8 文献标识码 : B 文章 编号 :0 5 29 (06)3 0 3 . 2 10 . 7 8 20 0 .0 8 0
维普资讯
实 用技 术
承 压 水 体 上煤 层 开 采技 术
邢 吉亮, 张宏军 , 程 政 , 李冠 良, 孙志伟
( 州煤 业 集 团 公 司 告 成 煤 矿 , 南 登 封 4 2 7 ) 郑 河 5 47
摘
要 : 绍了郑州矿区含煤地层 及奥 灰含水 层 的基本 特征及 水力 联系 , 介 分析 了影 响底板 突水 的几个 因
h )
突 水 构造 水 源
图 1 “ 三带” 意 下 示
13 隔水层 的 阻水 能 力 .
隔水 层 的 阻水 能力 取 决 于 隔水 层 的强度 、 度 厚
和 裂 隙 发育 程 度 。强 度 越大 、 度 越 大 、 隙越 少 , 厚 裂 隔水层 阻力 越大 , 突水 的危 险 性 就 越小 , 反之 , 突水
承压水上工作面带压开采技术研究与应用

能, 增加 了 隔水 层 中有 效 隔 水层 段 厚 度 , 功 地 对 位 于 奥 灰 强 含 水 层 上 的 2 5 1工 作 面 进 行 成 20 了带 压 安 全 开 采 。 关 键 词 : 压 水 上 注浆 改 造 承 带 压 开 采 中 图 分 类 号 : D 2 . 3 文 献 标 识 码 : 文 章 编 号 :0 6— 8 8 2 l ) l一0 1 T 8 3 8 A 10 0 9 ( 0 1 0 O 4—0 3 组 水 压 1. a, 突 水 系 数 为 0. ~ 24 MP 其 08
0 0 MP / . 6 a m。 奥 陶 系 含 水 层 为 一 巨 厚 的 具 有 多 层 结 构 的 复 合 承 压 含 水 体 , 威 胁 5号 煤 层 开 采 是
件 复 杂 , 采 煤 层 5号 煤 距 奥 灰 强 含 水 层 近 , 突 主 “ 水” 险严重威胁矿井 的生产安全 , 家河矿在 5 危 董
带 压 开 采 技 术 是 基 于 煤 层 底 板 至 承 压 含 水 层 间 隔 水 层 具 有 阻 水 性 能 , 且 其 阻 水 性 能 具 有 并
普遍 性 和 稳 定 性 而 发 展 起 来 的 一项 防 治 水 技条 件 具 有 复 杂 多 样 性 的特 点 , 层 底 板 至 承 压 含 水 层 间 煤 隔 水 层 所 具 有 的 阻水 性 能 往 往 达 不 到 理 想 状 态 , 隔 水 层 可 能 存 在 薄 弱 区段 和 薄 弱 层 段 , 煤 层 底 使 板 隔 水 层 不 能 满 足 带 压 开 采 的 要 求 和 条 件 。其 中的 薄 弱 区 段 主 要 是 因 为 构 造 切 割 使 隔 水 层 阻
5号 煤 层 下伏 厚 层 奥 陶 系 石 灰 岩 和 石 炭 系 薄 层 灰 岩 含 水 层 水 压 较 高 , 使 矿 区 主 采 5号 煤 层 致 开 采 安 全 受 到 威 胁 。其 中 煤 层 底 板 以 下 石 炭 系
承压水上煤层开采的探讨

关键词 承压水 疏水降压 条带开采
中 图分 类 号 T 83 8 D 2 .3 文 献标 识 码 A 文章 编 号 10 —20 (08 O 一 一 05 8 12o) 1
F r t e p e s rz d t r o t e c a — i i g e plr to r ne o h r s u ie Va e n h o lm n n x o a in e w
1 1 6层煤 开 采 水 文 地质 条 件
坏 了岩体本身 的完整性 , 易形成导水通道 ; ⑥开采方法
是 底板 突 水 的 影 响 因 素 , 底 板 突 水 起 到 直 接 影 响 。 对
1 层煤顶板为坚 硬的 十下 灰岩 , 均厚度 为4 8 6 平 . 2 r 质纯致密, l l , 冒落困难。直接底板 为浅灰色粘土岩 , 有 时为 细 砂岩 , 1~3 5 具 有 可 塑 性。1 厚 .m, 6层 煤 厚 14 含一层 02 .m的黑色炭质硅细砂岩夹层 , .m, . 05 煤 层倾角 3。1 层煤底板下存在含水丰富的徐家庄灰岩 5,6 和奥陶系石灰岩 ,6 1 煤距徐灰约 2 m 距奥灰约 5m 8, 0。 在未开采之前 , 分别在 一 0 m运输 大巷和 一30 40 0m
Z agH n-i Z , i -n zl gH a jn hn og e h Qn l }n uii l  ̄g g i a ・a
Ab ta t qasa t l ea e nd t i h sb e r se ee n n d trc a e sr c li ri e rl t i eal a e np e sd t o t e wae o lb d印ms c d h i e脚 lo tr er fwae h t r ay 。 m n h m n t ef co d t e r c s ig meh d, a to g ru a i t . lz d a o g te i tra p esn to h d asrn e s b l y h a n h e i Ke wo d Wae r su e y rs t P e s r r fl o wae rs u e s i e t n n al f trp e s r t p b l mi ig r r n e m t i i gc ame d a oO h al h h n s ・
大兴煤矿三灰承压水上开采方案研究

水威胁 。
抗 突 水 能 力 取 决 于 厚 度 和 岩 石 强 度 , 用 斯 列 沙 可 辽 夫 公 式 计 算 有 效保 护带 厚 度 。
该 采 区煤 层 底 板 岩性 : 底 板 为 细 砂 岩 、 2煤 中 砂 岩 , 浆 岩 侵 入 区 多 为 石 英 闪 长 斑 岩 , 般 厚 岩 一 为 6—1 m, 分 区段 有 0 5l左 右 的泥 岩伪 底 ; 6 部 .I l 3
煤 底板 多 为泥岩 部 分 区段 为炭 质泥 岩 、 砂 岩 , 细
凡 £ √ 8 P pL ( pgL + KH— g )
— — — —
■—~
式 中 : 为 底 板 有 效 保 护 带 厚 度 , L为 采 面 最 h m; 大 控 顶 距 或 巷道 底 板 宽度 , 2 m; 取 0 p为底 板 隔 水
井 田 中 F 、 4断 层 有 强 导 水 性 和 该 区 所 有 1F 含 水 层 对 口接 触 , 该 区 水 源 的 主 要 补 给 渠 道 。 是
2 底 板 隔 水 层 厚 度 的确 定
原 始 破 裂 深 度 ( 受 地 质 构 造 和 原 始 地 质 h) 力 的影 响 , 布 不 均 , 常 情 下 为 零 , 般 小 于 分 正 一 5 l断层 附 近 一 般 比正 常 岩 层 深 。 当保 护 岩 层 深 n,
度 小 于 开 采 压 力 对 底 板 影 响 深 度 时 , 压 水 有 可 承
采用“ 三带 ” 确定保护岩层厚度 。 下 法 2 1 采 动 对 底 板 破 坏 深 度 的确 定 .
应 用 断 裂 力 学 及 塑 性 力 学 理 论 , 得 下 列 公 可 式:
承压水上煤层底板采动效应数值模拟研究

1 4 1 2采 区概 况
4 1 2采区主采 1 号煤层 ( 以下简称 1 煤) ,采 区内
1 煤 底板标高 为 - 7 8 6 一 - 9 8 0 m,岩层倾 向西南 ,倾 角
展 ,采 用数 值模 拟来 分析 特 定矿井 条 件下 承压 水上
数值 分 析软 件对该 采 区在 现有 T程 地质 和水 文地 质
条件 下 开采 时 ,煤层 底板 应力 、破 坏 区及 突涌水 问
题 进行 分析 与评 价 ,为开采 工 作提 出相 应 建 议。
测试 、相 似材料 H 和 数值模拟 分析 ,为矿井 水 的
预 测与 防治 T作 打下 了基 础 。随 着计算 机技 术 的发
发 ,建 立数 值计 算模 型 ,并利 用 F L AC数值分析 软件对 开采过程 中煤层 底板应 力 、破 坏 区及 突涌水情 况进行 分析 与评 价 ,为 安全 开采提 出相应 建议 。
关 键 词 :煤
中图分 类号 : T D 7 4 5
文献标志码 : A
文章编号 :1 6 7 3 — 9 8 3 3 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 3 0 ~ 0 4
Nu me r i c a l Si mu l a t i o n o n Mi n g Ef f e c t o f Co a l S e a m Fl o o r a b o v e Co n in f e d Aq ui f e r s
、
Ab s t r a c t : I nv i e wo ft h et h r e a t o f c o nf in e dwa t e r t o c oa l No . 1 i n41 2 mi n i n ga r e ao faHu a i n a n c o a l mi n e an u me r i c a l
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浅析建筑材料对满足环
王怡杰于伟娜
(漯河市郾城区建设局,河南漯河保的要求
462300)
工程技术
瞌要]随着社会的发展,现在人们都提倡绿色环保、对此,在目前的建筑市场中,对于建筑材料也l;l样要求满足环保这一概念。
本文就建筑装饰材料的污染殁原因进行了分析。
重点对建筑材料在未来的发展趋势进行了详细的阐述。
泼j键词]建筑材料;环保;发展趋势
1建筑装饰材料的污染及其原因
随着人们生活水平的提高,逐渐对室内环境设计重视起来。
人们力求创造—个舒适、高雅的生活空间和工作环境。
但是人们室内装修使用的不少材料,大都是由化工材料制成的,有的本身就含有有毒物质,它们不断的向室内空气中挥发有毒成分,给人们的身体健康带来了不良影响。
封闭的室内环境由于温度、湿度较大,有些材料会对霉菌和细菌生长提供养料,对人体的危害更大。
总之,家庭装修污染物的产生有以
下几个方面:
1.1木板
主要是大芯板细木工板、胶合板、纤维板、刨花板及用这些板材制
作的复合地板、家具等。
甲醛主要来自于制作复合板材所使用的脲醛树
脂胶,这种胶具有皎接强霞高、不易开胶的特点,是目前生产各种复合板材普遍使用的粘合剂。
12石材
石材类装修材料如花岗岩、大理石、石膏、瓷砖等含有一种叫做氧的有害物质。
氧是世界卫生组织公布的19中环境致癌物之一,它是仅次与吸烟的第二个肺癌致病因。
13涂料
装修中使用的油漆、涂料、防水材料及各种油漆涂料的添加剂、稀
释剂中含有有害物质苯o
1.4水泥
水泥等建材中包含有害物质主要为氨,它是一种无色、有强烈刺激性气味的气体。
2选择和使用环保型建筑材料
21注重新型环保建材的采用
作为现代建筑工程重要物质基础的新型建材,国际上称之为健康建材、绿色建材、环境建材、生态建材等。
环保型建材及制品主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料、装饰装修材料、无机非金属新材料等。
按照世界卫生组织的建议,健康住宅应能使居住者在身体上、精神上和社会上完全处于良好的状态,应达到的具体指标最重要的一条,就是尽可能不使用有毒、有害的建筑装饰材料。
22加强宣传工作.提高全民的环保意识
社会环境意识的高低是衡量国民素质、文明程度的重要尺度。
要利用能够各种宣传媒体进行环保意识、环保知识、环保建材知识的教育,使全民树立强烈的生态知识、环境意识,树立加快发展环保型建材的责任感,自觉地参与到保护生态环境、发展环保型建材的工作中来。
3走可持续发展的道路
20世纪90年代初,“可持续发展”成为许多国家的发展战略,专家们提出了“绿色建筑”的概念。
绿色建筑就是“资源有效利用的建筑”,亦即节能、环保、舒适、健康、有效的建筑,简言之为低能耗、低污染的建筑。
对于材料的选用遵循以下原则:一是提倡使用3R材科(可重复使用、可循环使用、可再生使用)。
二是选用无毒、无害、不污染环境,有益人体健康的材料和产品,宜采用取得国家环境保护标志的材料、产品。
与传统建材相比,制造新型建材不仅可以降低自然资源的消耗和能耗,而且能使大量的工业废弃物得到合理的开发与利用;新型建材不仅不会对人类的生存环境造成污染,而是有益于人体的健康,有助于改善建筑功能,起到防酶、隔音、隔热、杀菌、调温、调湿、调光、阻燃、除臭、防射线、抗静电、抗震等作用;制造新型建材不仅可以采用不对环境造成污染的生产技术,而且在产品结束其使用寿命后,
还可以作为再生资源加以利用,不会形成新的废异物。
3.1减少建材生产对地球环境和生态平衡的负面影响
现代社会经济发达、基础设施建设规模庞大,建筑材料的大量生
产和使用一方面为人类构筑了丰富多彩、便捷的生活设施,但同时其发
展是以能源的过度消耗和环境污染为代价的。
因此,要保护环境,实现
可持续的建筑设计,就必须把原材料对环境造成的影响,加入衡晕建筑的价值体系中去。
建筑是取之自然又回归自然的刨造性工程,所使用的材料不应对人体及周边环境产生危害如雠采用粘土砖即是对自然的破
坏进用材料,应尽量采用低蕴能材料,避免有毒污染材料。
建材生产是
以破坏、占有土地林木为代价的,单在我国,每年的建材资源消耗达50亿吨,毁坏农田6700多万公顷。
就可持续发展建筑而言,对木材的
选择需要慎重进行。
事实上,任何材料在一定程度上对环境都有不利的影响,需要设计者综合考虑其化学、物理特性和社会经济效益等,应避免选用那些可能导致臭氧层破坏的材料。
C FC在全球范围内已被逐步淘汰,但是其
主要的代替品H C FC同样能够破坏臭氧层,应尽量避免选用H C FC制
成的泡沫保温材料。
环境亲和的建筑材料应该耐久性好、易于维护管理、不散发或很少数发有害物质当然同时也得兼顾其它方面的特性,如艺术效果等。
为了实现可持续发展的目标,将建筑材料对环境造成的负荷控制在最小限度内,需要开发研究环保型建筑材料。
例如利用工业废
料粉煤灰、矿渣、煤矸石等可生产水泥、砌块等材料:利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材:利用废弃的玻璃生产帖面材料等,即可以减:!>固体废渣的堆存量,减轻环境污染,又可节省自然界中的原材料,对环保和地球资源的保护具有积极的作用。
免烧水泥何以节省水泥生产所消
耗的能量。
高流态、自密实免震混凝土,在施工工程中不需枕捣,既可节省施工能耗,又能减轻施工噪音。
32节约资源,降低能耗
按广义生命周期的观点,建材钱耗包括:建材生产、建筑物营造、
建筑物的日常使用、建筑物的拆除解体、建材再利用等方面。
加工越细
致和制造过程越复杂的产品和材料通常要在生产过程中消耗更多的能源。
—般来说,耐久性越好的材料,导致的室内污染越少。
绿色建筑师
们往往就地取材,减少使用金属,混凝土之类加工程度高、能耗大的建材:就地加工,减少使用金属、混凝土之类加工程度高、能耗大的建材,重新开发短寿易耗费旧材料。
选择再处理(如油漆、再加工、防水防火处理等)较少的建筑材料,或者选用那些对其维护只产生最小环境影响的材料。
另外,功能要求的变化,使用期限的限制,城市发展的需
要等等都可能需要建筑被拆除或改造。
如果在设计时就考虑了其拆除时的问题,则可对材料的再生和循环使用起到相当的帮助。
积极利用可循环使用的建筑材料可以减少垃圾掩埋的压力和节省自然资源。
建筑物到
达使用期限后,其材料应能自然降解或转换。
4结语
环保型建材是一个内涵深邃、外延广袤的概念,它是生态建筑赖以
发展的基础。
近年来各种各样的有利于节能和环保新材料的问世,大大推动了生态建筑的发展。
我f门应该积极注意新型建材的信息。
新型建筑材料在环境保护和能源节约面扮演出演着重要角色,这些材料将能积极主动地应付自然环境的挑战。
可以相信,大力推广环保型建材,运用现代高科技手段进行设计,实现建筑的可持续发展,会逐步变为现实。
125。