煤矿绿色开采资料.ppt

一、沙基型浅埋煤层地质条件及开采技术条件特征1、地理地形特征：神东矿区地处乌兰木伦河和窟野河的两侧：西部为沙漠滩地，沙丘连绵；东部为黄土丘陵，河谷纵横。神东矿区的气候为典型的半干旱、半沙漠的高原大陆性气候。该地区年蒸发量远大于年降水量，而且由于地形地貌的原因，降水大部分形成地表径流而流失。另外，该地区的土壤储水保肥能力差，同时土壤侵蚀严重。因此，该地区生态环境十分脆弱。2、地层特征：1）完整地层-以陆相含煤的侏罗系地 层为主，三叠系至第四系自东向西 依次出露；2）煤系地层-系侏罗系中统延安组，含5个煤组；3）基岩岩层-上覆基岩主要由砂岩和 泥岩组成。3、水文地质特征：1）大气降水-神东矿区降水一般为富 含氧和二氧化碳的重碳酸水；2）地表水-以乌兰木伦河和悖牛川河 及其支沟所构成的水流系统为主；3）地下水-包括第四系河谷冲击层潜 水和第四系下更新统三门组沙砾层 潜水；4）矿井水-以中性和弱碱性水为主。4、开采技术状况：1）大采高综采技术-选用PF6刮 板输送机，采煤机的牵引方 式为齿排式无链电牵引，两 柱支顶掩护式支架，采用整 芯带，同时带宽和功率相同 的两条胶带搭接。2）短壁机械化连采技术-主要 设备有连续采煤机、锚杆钻 机和运煤车等。二、沙基型浅埋煤层保水开采机理及技术1、保水开采的目标含水层：神东矿区属于典型的沙基型煤层，煤层上覆岩层基本上属于中等稳定与不稳定类型。同时，煤层上覆岩层含水性较弱，因此对神东矿区范围内浅埋煤层的保水开采主要是在开采过程中保护第四系松散层孔隙潜水和砂砾层潜水。2、沙基型浅埋煤层采动覆岩裂隙 分布特征分析：1）沿层面方向的岩层移动与裂隙分布特征 分析-破断裂纹先沿工作面后方出现，随工作面推进前方也出现裂纹，裂纹扩 大并在四周贯通；2）沿垂直层面方向的岩层移动与裂隙分布 特征分析-工作面基本顶初次来压时，覆岩直至地表整体切落，顶板周期性垮 落时，顶板及其上覆厚松散沙层也几乎 是整体下沉。3、上覆岩层渗流特征：1）岩体裂隙-岩体裂隙的重要表现是节 理起伏形态及节理张开度。从宏观上 分为接触型裂隙和张开型裂隙，按结 构可分为层面裂隙和构造裂隙，依作 用则分为主干裂隙和网络状裂隙。2）裂隙岩体中地下水运动规律-沟槽流 现象、差异性、各向异性和成层性。3）渗流的影响因素-岩性、非均质层状 岩体渗流场、裂隙面的粗糙率、地应 力的耦合、变形的耦合和不连续面非 饱和渗流。4、保水开采机理分析：单一关键层保水开采机理-破断岩块得到压实，岩层的裂隙率、渗透性、导水性明显降低，同时导水通道中的软弱岩体在破断过程中形成的细碎颗粒及时充填裂隙空间，以及地下水在涌水过程中产生的动能对细碎颗粒动力冲击造成的充填作用，使得入水通道很难通畅，甚至闭合，松散层水体难以涌入采场，从而实现保水开采。三、沙基型浅埋煤层保水开采分类体系1、保水开采分类方法及分类指标：1）保水开采分类方法-选取“多 因素综合指标分类”方法，对 浅埋煤层保水开采适用条件进 行分类。2）综合分类指标-选取导水裂隙 带高度作为保水开采适用条件 分类的综合指标。2、松散含水层富水性分类：根据国内煤矿松散含水层水体下采煤的经验，一般将松散含水层水体划分成5种类型，如下表所示：含水层类型富水强度厚度：m单位涌水量：L/（s*m）渗透系数：m/d极强301050强15305101050中5150.15110弱150.0050.10.011极弱10.0050.013、浅埋长壁工作面保水开采适用 条件分类：类别内容基岩厚度：m强或中等含水层弱含水层长壁工作面开采容易区75857080长壁工作面开采中等区65756070长壁工作面开采困难区556550604、浅埋短壁连采工作面保水开 采适用条件分类：类别内容基岩厚度：m强或中等含水层弱含水层短壁连采多硐连续开采区40553550短壁连采多硐间隔开采区20401535短壁连采单一采硐开采区2015