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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
近距离煤层垂向采空区高静储瞬态充水模式与解危技术
  • 作者

    樊振丽曹路通申晨辉邵远洋

  • 单位

    天地科技股份有限公司开采设计事业部中煤科工开采研究院有限公司煤炭科学研究总院开采研究分院

  • 摘要
    榆神府矿区侏罗纪煤田垂向层序上赋存多个煤层,当下层煤开采时,面临上部近距离采空区积水威胁,基于垂向采空区充水模式的综合解危技术是下层煤安全回采的关键。通过分析煤层顶板岩性组合、含隔水层以及导水裂缝带发育高度特征,形成了近距离煤层垂向采空区高静储瞬态充水模式,认为基岩风化带水、火烧区水、第四系萨拉乌苏组松散层潜水以及大气降水是浅层采空区的直接或间接补给水源,在上部煤层采空区中形成较高水位的静储量;近距离煤层下层煤开采时,导水裂缝带沟通上部采空区,高静储积水以瞬间溃入形式进入下层煤回采工作面。针对高静储采空区积水威胁,提出了“近距离煤层充水模型建立—采空区积水范围探测与积水量预计—垂向采空区积水解危—疏控效果评价”4阶段解危模式,形成了解危成功的判别标准,即当钻孔疏放量等于动态补给量时,可认定采空区静储量积水已基本疏放完毕,采空区积水威胁解除。该成果在神木惠宝煤矿成功应用,对类似条件下的矿井具有借鉴意义。
  • 关键词

    近距离煤层开采采空区水害导水裂缝带充水模式疏放水

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(51704158);天地科技股份有限公司开采事业部科技创新基金项目(KJ-2021-KCQN-03,TDKC-2022-QN-03,TDKC-2022-MS-02);
  • 文章目录
    1 矿区采动裂隙发育特征
    1.1 矿区煤层赋存情况
    1.2 煤层开采覆岩破坏特征
    1.3 近距离煤层开采导水裂缝带连通关系
    2 近距离煤层垂向采空区高静储瞬态充水模式
    (1)上层煤垂向采空区储水阶段。
    (2)下层煤工作面瞬态涌水阶段。
    3 采空区积水高效疏控解危技术模式
    (1)近距离煤层充水模型建立阶段。
    (2)采空区积水范围探测与积水量预计阶段。
    (3)垂向采空区积水解危阶段。
    (4)疏控效果评价阶段。
    4 工程案例
    4.1 示范矿井及工作面概况
    4.2 高静储采空区积水精准探查
    4.3 采空区积水疏放解危与效果评价
    (1)采空区积水量预计。
    (2)采空区积水疏放效果评价。
    5 结论
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