范立民，馬雄德，冀瑞君

能源科學綜合

西部生態(tài)脆弱礦區(qū)保水采煤實踐進展

范立民，馬雄德，冀瑞君

目的：我國西部（榆神礦區(qū)、神東礦區(qū)等）廣泛分布著富水性較強的薩拉烏蘇組含水層，補給通暢、儲水條件良好，具有重要的生態(tài)價值和供水意義，在垂向上，水在上煤在下，煤層埋藏較淺，薩拉烏蘇組含水層易受采煤影響，需要在開采中加以保護，即保水開采（保水采煤）。經(jīng)過多年研究和探索，保水開采在基礎理論研究、工程實踐等領域取得了大量成果，本文就保水采煤研究的最新進展做一系統(tǒng)總結。方法：在簡要綜述保水采煤理論形成和發(fā)展的基礎上，系統(tǒng)總結了保水采煤技術在基礎研究和工程實踐不同階段的研究進展。重點論述了水文地質工程地質條件探測及合理分區(qū)預測的理論與方法，進而介紹了含水層結構保護的工程實踐方法，其中頂板含水層結構保護的方法包括充填開采、窄條帶開采、分層（限高）開采、短壁機械化開采、長壁機械化快速推進開采等；底板含水層結構保護主要以注漿改造和加固煤層底板為主。另外地下水轉移儲存作為水煤共采技術同樣提高了水資源利用率。結果：1）通過地質水文地質勘探查明了本區(qū)地下水和煤層儲存特征，劃分了煤層覆巖結構類型和保水采煤地質條件分區(qū)，編制了基于保水采煤的采煤方法規(guī)劃圖，指明沙-土-基型和燒變巖型覆巖條件下有保水采煤的可行性和必要性。2）以風積沙為骨料的膏體充填材料在本區(qū)有得天獨厚的物源優(yōu)勢，并能極大地控制地面下沉，但成本較高；窄條帶采煤方法適用于面積小且不規(guī)則的礦區(qū)，但煤炭回采率低，回收留滯的“條帶煤”仍具有較高的技術難度；限高（分層）開采對于煤層厚度大于10 m礦區(qū)較為適宜，但上分層開采后，下分層何時回采、回采對含水層結構的影響仍在研究階段；短壁機械化開采適合于不規(guī)則區(qū)域及殘煤區(qū)回收煤柱等；長壁機械化快速推進開采方法是限高開采或局部充填開采方法的衍生，開采中需要提高工作面推進速率；煤層底板承壓水防治中物探結合注漿工程改造加固底板在渭北地區(qū)部分礦井開采中發(fā)揮了重要作用。地下水轉移儲存技術使礦井水得到了充分利用，但地下水庫建設過程中應控制合理的 生態(tài)水位埋深，以免對植被發(fā)育、地下水循環(huán)途徑造成影響。結論：綜述了保水采煤從理論研究向工程實踐發(fā)展的歷程，開展了保水采煤地質基礎研究，劃分了煤層覆巖結構類型和保水采煤地質條件分區(qū)，提出了生態(tài)水位保護采煤理念，編制了基于保水采煤的采煤方法規(guī)劃圖，并推廣應用。部分煤礦開展了保水采煤工程實踐，實現(xiàn)了高強度采煤條件下煤層頂板含水層、底板巖溶水含水層的保護，促進了礦區(qū)地質環(huán)境保護。未來，開發(fā)低成本、適用性廣的保水采煤方法是煤炭科技界面臨的新課題。

來源出版物：煤炭學報, 2015, 40(8)： 1711-1717

入選年份：2015