水體下煤礦安全采煤技術(shù)的發(fā)展

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一水體下采煤技術(shù)理論方法的發(fā)展

在水體下采煤技術(shù)理論上，幾項(xiàng)新的技術(shù)被提出：

（1）防水安全煤柱的留設(shè)方法，為使在綜采和綜放條件下，防水安全煤柱能得到合理的留設(shè)，可通過形成垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶或保護(hù)帶，通過露頭留設(shè)的方法留設(shè)安全煤柱；

（2）覆巖破壞的數(shù)值模擬方法，在覆巖破壞度比較高的地區(qū)，可以通過模擬覆巖破壞的發(fā)展過程、形態(tài)和移位變化情況，方便采煤方案的制定；

（3）涌水量滲透數(shù)值分析技術(shù)，在地質(zhì)、水文等采礦條件發(fā)生變化時，通過相關(guān)軟件，包括Feeflow、Modflow等，對涌水量的變化情況進(jìn)行模擬，從而實(shí)現(xiàn)對礦井和工作面涌水量的預(yù)測；

（4）人工智能理論的運(yùn)用，即運(yùn)用人工智能理論，對水體下煤礦的涌水量、含水層的富水性、采煤作業(yè)的安全性等做出科學(xué)的分析和評價，從而提高采煤方案的準(zhǔn)確性。

二水體下采煤勘測和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展

水體下采煤勘測技術(shù)上的發(fā)展和成就主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（1）覆巖破壞高度探測技術(shù)，這一技術(shù)是保證水體下采煤安全性的關(guān)鍵，利用鉆孔電視、鉆孔聲速、數(shù)字測井等綜合勘測辦法，對覆巖破壞的實(shí)際高度進(jìn)行探測，可以顯著提高探測的準(zhǔn)確性；

（2）仰上孔水文探測技術(shù)，通過將井下的仰上孔作為水文觀測孔，對水位的動態(tài)、頂板含水層、底層底部的黏土厚度和底層沙土的流動性等進(jìn)行勘測，實(shí)現(xiàn)留設(shè)防砂煤柱開采；

（3）在試驗(yàn)研究方法上，可以通過干燥飽和吸水率和崩解試驗(yàn)，對巖石的隔水性能進(jìn)行評價，通過沙土滲透試驗(yàn)，可以對水體下沙土的富水性進(jìn)行評價，通過塑性指數(shù)和液性指數(shù)的試驗(yàn)，可以對黏土的隔水性和流動性進(jìn)行評價。

三水體下采煤技術(shù)的發(fā)展

1留礦巖柱頂水采煤技術(shù)

留礦巖柱頂水開采技術(shù)，是指通過在回采上限和水體之間保留適當(dāng)?shù)牡V巖柱，使水源得以隔離，從而起到保護(hù)水體作用的開采方法。在對礦巖柱進(jìn)行保留的時候，要盡量減少對煤礦資源的浪費(fèi)，還要保證開采的安全性。這種技術(shù)既有一定的優(yōu)勢又有一定的問題：優(yōu)勢主要包括它對礦井的涌水量沒有影響，節(jié)約了排水費(fèi)用，而且在開采的系統(tǒng)和工藝上也沒有更高的要求，使用比較方便；缺點(diǎn)主要包括對煤礦的浪費(fèi)和有可能造成安全隱患這兩個方面。

2放頂煤開采技術(shù)

放頂煤開采技術(shù)是一種有助于保證煤產(chǎn)量和開采效率的采煤技術(shù)，在近年來，在我國大力的試驗(yàn)和研究之下，這種技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和普及，越來越廣泛的被應(yīng)用到水體下煤礦開采中。但從大的角度來說，我國對這種技術(shù)的認(rèn)識和應(yīng)用能力仍然不夠，在全國各大礦區(qū)的普及情況也不是很好。因此，加大對這一技術(shù)的研究力度十分重要，只有完善這一技術(shù)的使用條件，加強(qiáng)對其理論預(yù)測方法和使用規(guī)律的研究才能使這一技術(shù)得到更好的利用，從而有效地避免在水體下采煤過程中的安全隱患，降低開采風(fēng)險，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3保水采煤技術(shù)

由于我國部分煤產(chǎn)地的水資源相當(dāng)匱乏，在采煤的過程中如果造成了地下水滲漏等情況，就會對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成很大影響，因此，在煤炭開采的同時利用相應(yīng)的技術(shù)保護(hù)當(dāng)?shù)氐乃春蜕鷳B(tài)環(huán)境十分重要。保水采煤是要讓導(dǎo)水裂縫的地帶不波及地表的含水層，從而防止水體滲漏到礦井內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)既能有效開采煤礦，又能保護(hù)水體的作用。除此之外，通過臨時疏降法將開采區(qū)域內(nèi)的水體進(jìn)行轉(zhuǎn)移，在開采完后，地層的移動穩(wěn)定、裂縫閉合之后，再讓水體回流，也能實(shí)現(xiàn)保水采煤的目的。

四水體下采煤安全監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

水體下采煤的安全檢測技術(shù)對預(yù)防水體下采煤中可能發(fā)生的安全事故具有重要意義，它有利于提高水體下采煤的安全性。近年來，我國在水體下采煤安全檢測技術(shù)上做了許多探究，在一定程度上提高了水體下采煤的安全性：

（1）通過對礦井下圍的巖石溫度進(jìn)行測量，分析地下水的分布情況，從而給突水預(yù)測提供依據(jù)。通過水情監(jiān)測和分析預(yù)測相結(jié)合，可以對水下作業(yè)的安全性進(jìn)行預(yù)報，保障了作業(yè)的安全；

（2）建立水體下采煤安全監(jiān)測系統(tǒng)，利用微震檢測技術(shù)對水體下的巖石和巖體的彈性信號波進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對水體下采煤環(huán)境的監(jiān)測。除此之外，還有地下水動態(tài)自動監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)以及礦井水害預(yù)警系統(tǒng)等都能實(shí)現(xiàn)對水體下采煤安全的監(jiān)測，保障水體下采煤的安全。

五結(jié)語

水體下采煤是一項(xiàng)具有很高專業(yè)性和復(fù)雜性的工作，它與煤炭開采工程的設(shè)計、審批、實(shí)施等多個環(huán)節(jié)具有相當(dāng)緊密的聯(lián)系，加強(qiáng)對水體下采煤安全技術(shù)的研究不僅有利于使采煤工作更順利地開展，從而保證礦井工作人員的生命安全；還有利于保障我國煤礦事業(yè)的長久發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的共同提高。因此，相關(guān)研究者要更加重視對水體下煤礦安全采煤技術(shù)的研究，推動我國采煤技術(shù)的發(fā)展。

作者：賈繼寶 單位：山西焦煤汾西礦業(yè)中盛煤業(yè)公司