煤礦綠色開采

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1、目錄1摘要12關(guān)鍵詞13正文13.1引言13.2沙基型淺埋煤層地質(zhì)條件及開采技術(shù)條件特征23.2.1地理地形特征23.2.2地層特征23.2.3水文地質(zhì)特征23.2.4開采技術(shù)狀況33.3沙基型淺埋煤層保水開采機(jī)理及技術(shù)33.3.1保水開采的目標(biāo)含水層33.3.2沙基型淺埋煤層采動(dòng)覆巖裂隙分布特征分析43.3.3上覆巖層滲流特征43.3.4保水開采機(jī)理分析43.4沙基型淺埋煤層保水開采分類體系53.4.1保水開采分類方法及分類指標(biāo)53.4.2保水開采適用條件分類64參考文獻(xiàn)81、摘要：我國(guó)西北部淺埋煤層的儲(chǔ)量十分豐

2、富，約占全國(guó)煤炭探明可采儲(chǔ)量的1/4以上；但這一區(qū)域地表生態(tài)環(huán)境十分脆弱，位于淺埋煤層附近的潛水受采動(dòng)影響極易流失，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境的進(jìn)一步惡化，所以，保水開采是淺埋煤層開發(fā)的關(guān)鍵性保障技術(shù)。對(duì)于該技術(shù)的研究盡管取得了一些成果，但是時(shí)至今日還沒有形成成熟的理論，尤其是在保水開采適用條件分類方面的研究成果更少。因此，運(yùn)用多種研究方法與手段，對(duì)保水開采機(jī)理進(jìn)行研究，并進(jìn)一步對(duì)其適用條件進(jìn)行分類，確定出各分類相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，使之在我國(guó)西北部淺埋煤層的開采中能得到廣泛地應(yīng)用。2、關(guān)鍵詞：保水開采沙基型短壁模式淺埋煤層3、正文：3

3、.1引言：我國(guó)西北部地區(qū)廣泛賦存著淺埋的侏羅紀(jì)煤田，因其可采煤層多、煤層厚、煤質(zhì)優(yōu)良、構(gòu)造簡(jiǎn)單、開采技術(shù)條件優(yōu)越而為世人矚目，在我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略中具有十分重要的地位，是西部大開發(fā)乃至全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源基礎(chǔ)；但這一區(qū)域地表生態(tài)環(huán)境十分脆弱，地下水資源主要位于淺部主采煤層附近，因受采動(dòng)影響而極易流失。因此，保水開采顯得尤為必要。3.2沙基型淺埋煤層地質(zhì)條件及開采技術(shù)條件特征：3.2.1地理地形特征神東礦區(qū)所開采的范圍屬神東煤田的一部分，地處烏蘭木倫河和窟野河的兩側(cè)，西部為沙漠灘地，沙丘連綿，地表沙層最厚可達(dá)20.0～5

4、0.0m，沙漠化及潛在沙漠化土地面積約占總面積的85%；東部為黃土丘陵，河谷縱橫。神東礦區(qū)平均海拔高度為+1200m左右，屬典型的半干旱、半沙漠的高原大陸性氣候。年蒸發(fā)量是年降水量的6～7倍，而且由于地形地貌的原因，降水大部分形成地表徑流而流失，滲入巖土層的不足15%。因?yàn)槿彼?，形成了?dú)特的土壤理化性質(zhì)：顆粒較細(xì)，疏松無結(jié)構(gòu)，易崩解分散，儲(chǔ)水保肥能力差；加之暴雨、大風(fēng)等氣候因素，導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤侵蝕，使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱。3.2.2地層特征完整地層：神東礦區(qū)處于鄂爾多斯臺(tái)向斜的東翼，呈向西平緩傾斜的單斜地層，地層走

5、向近南北，構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷層稀少，巖層裂隙不發(fā)育。神東礦區(qū)地層以陸相含煤的侏羅系地層為主，三疊系至第四系自東向西依次出露。煤系地層：神東煤層系侏羅系中統(tǒng)延安組，為大型淺湖泊三角洲沉積，可采煤層豎向?qū)有蚪Y(jié)構(gòu)清晰，分別含5個(gè)煤組。基巖巖層：煤層上覆基巖主要由砂巖和泥巖組成，巖體結(jié)構(gòu)主要為層狀結(jié)構(gòu)，巖體中等完整。3.2.3水文地質(zhì)特征大氣降水：大氣降水是地表水和地下水的主要補(bǔ)給來源。神東礦區(qū)降水一般為富含氧和二氧化碳的重碳酸水，具有較強(qiáng)的溶蝕能力。地表水：本區(qū)地表水系以烏蘭木倫河和悖牛川河及其支溝所構(gòu)成的具有強(qiáng)烈的季節(jié)性水流

6、系統(tǒng)為主。地下水：神東礦區(qū)地下水主要受降水入滲和泉水排泄的控制，包括第四系河谷沖擊層潛水和第四系下更新統(tǒng)三門組沙礫層潛水。礦井水：神東礦區(qū)內(nèi)地下水以中性和弱堿性為主。3.2.4開采技術(shù)狀況大采高綜采技術(shù)：（1）神東礦區(qū)選用PF6刮板運(yùn)輸機(jī)；（2）采煤機(jī)裝機(jī)功率2400kW左右，截深約0.85m，牽引速度0～27m/min，適應(yīng)采高2.75～5.8m，牽引方式為齒排式無鏈電牽引，額定電壓為3300V；（3）兩柱支頂掩護(hù)式支架，移架方式采用電液閥控制；（4）采用整芯帶，帶寬1600mm，帶速4m/s，運(yùn)輸距離6000m

7、，采用帶寬和功率相同的兩條膠帶搭接。短壁機(jī)械化連采技術(shù)：短壁機(jī)械化開采的主要設(shè)備有連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆機(jī)、運(yùn)煤車等。3.3沙基型淺埋煤層保水開采機(jī)理及技術(shù)：3.3.1保水開采的目標(biāo)含水層神東礦區(qū)屬于典型的沙基型煤層，根據(jù)神東礦區(qū)煤層上覆巖層的強(qiáng)度和構(gòu)造特征，其上覆巖層基本上屬于中等穩(wěn)定與不穩(wěn)定類型。因煤層上覆基巖層含水性較弱，對(duì)神東礦區(qū)范圍內(nèi)淺埋煤層的保水開采，主要是在開采過程中保護(hù)第四系松散層孔隙潛水和砂礫層潛水。3.3.2沙基型淺埋煤層采動(dòng)覆巖裂隙分布特征分析沿層面方向的巖層移動(dòng)與裂隙分布特征分析：工作面開采以后

8、，破斷裂紋先沿工作面后方出現(xiàn)，同時(shí)在工作面上端部也出現(xiàn)一些微裂隙，隨工作面的推進(jìn)，工作面前方出現(xiàn)裂紋，下端部也出現(xiàn)裂紋，裂紋擴(kuò)大并在四周貫通，巖板在中央破斷，形成頂板基巖的初次破斷；頂板周期來壓時(shí)，兩巖板及相應(yīng)張開裂隙往往產(chǎn)生閉合現(xiàn)象，但采場(chǎng)上、下端頭處易形成張開裂隙。沿垂直層面方向的巖層移動(dòng)與裂隙分布特征分析：工作面基本頂初次來壓時(shí)，覆巖直至地表整體切落；