我国东部衰老矿区浅部松散层普遍发育较厚，为避免松散层水害事故，矿井在煤层露头区普遍留设了防水煤柱，滞留了大量优质煤炭资源。各矿区经过长期开采，浅部松散含水层的水文地质条件发生了重大变化，为回收浅部块段大量残煤资源提供了可行性。针对衰老矿区长期开采条件下水文地质条件发生重大改变的实际条件，通过系统研究并揭示长期开采扰动下松散层水文地质条件全生命周期的演化过程及规律、松散层下—近距离煤层—重复采动条件下覆岩变形破坏过程及规律，在此基础上，提出了松散含水层下开采水文地质条件发生重大改变后残煤资源安全回收的评价方法体系：首先，通过数值模拟精确刻画研究区松散含水层“富水性弱化”的演变过程与规律，系统评价残煤资源回收的水文地质条件；其次，通过数值模拟、相似材料模拟、现场实测及实测数据拟合对比等水文地质决策与综合探查验证的手段分析煤层开采条件下覆岩变形破坏特征及“两带”发育高度，多种方法互相验证以确保评价结果的准确性；最后，利用数据拟合获取的垮落带计算新公式进行煤柱留设优化计算与可行性评价，确保残煤资源的安全回收。利用该评价方法，已在徐州、两淮及鲁西南矿区5座煤矿、13个工作面取得了成功试采并得到工程验证，累计安全回收煤柱资源458万t,经济与社会效益显著，证明衰老矿区松散含水层下提高残煤资源安全开采上限研究方法可行。

国家自然科学基金面上项目(42172272)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2020ZDPY0201)；

1 工程概况
2 松散层水文地质条件演化过程
2.1 数值模拟
2.2 探查验证
3 采动覆岩变形破坏过程及规律
3.1 采动覆岩变形破坏的数值模拟
3.2 采动覆岩变形破坏相似材料模拟
3.3 采动覆岩变形破坏现场实测
3.4 采动覆岩变形破坏对比分析
4 残煤资源开采上限与安全评价
(1)残煤资源安全开采上限。
(2)非饱和砂的突涌条件。
5 工程应用及效益分析
6 结论

徐智敏,陈天赐,李剑锋,陈忠胜,罗武贤,何也.衰老矿区松散含水层下提高残煤资源开采上限研究[J].煤炭科技,2022,43(04):93-101.DOI:10.19896/j.cnki.mtkj.2022.04.011.