水体下采煤

因此从这个意义上讲，水体必须作为一个整体加以保护。
•
知道了水体下采煤问题的特点，就应该在进行水体下采煤时始终把
着眼点放在如何使水体和采区之间不形成透水的通道或者水体与采区之
间虽已构成水力联系但能为矿井排水能力所接受。
二、水体类型
• 矿区的水体主要分为地表水和地下水两大类。
• (一)地表水
•
赋存在地球水圈中，积聚在海洋、湖泊、河流、水库、
一、水体下采煤的特点
• 在处理水体下采煤时，主要考虑开采引起的覆岩中的裂缝是否互相连 通以及互相连通的裂缝是否波及到水体。因此，研究覆岩破坏规律，特 别是能够导水的冒落带和裂缝带的高度及其分布形态至关重要。相对而 言，此时对地表变形退后到次要位置。因为在许多情况下，尽管地表产 生较大的移动和变形甚至出现裂缝，但是只要这些裂缝在某个深度上自 行闭合而不构成水的通道，就不会发生透水事故。
稻田、水渠和塌陷坑中的水统称为地表水。地表水，特别
是大型地表水储量大，补给充分，且常常互相连通，对矿 井安全威胁极大。
• (二)地下水
•
赋存在地球岩石圈中，积聚在岩石空隙中的水称为地
下水。例如第四纪和第三纪松散层中的含水、基岩含水、
岩溶水和老采空区积水等。地下水比地表水距离煤层更近
一些，而且赋存情况不易搞清，因此常对其下方开采的安
全构成威胁。
•
从水体下采煤工程的角度出发，可将地下含水层按埋
藏条件分为松散层内的含水层和基岩内的含水层两种(图1-
1)，
图1-1地下水体类型示意图 1 潜水面 2 松散含水层 3 隔水层 4 基岩含水层 5 煤层
6 大地水准面 7 地表水 H- 潜水位 h1-潜水埋藏深度 h2-潜水层厚度
1．松散含水层
我国水体下采矿还具有采深采厚比值小、开采方法多、效果好等显著的
特点。
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以我国河流下采矿为例：当河床与煤系地层间无粘土层时，深厚比
一般为7~56倍，最小为7倍，如新汶局张庄矿在小汶河下采煤；当河床
与煤系地层间有粘土层时，深厚比一般为3~38倍，如河北井陉矿务局井
陉一矿在绵河下采煤,只有3倍。世界其他国家都在100倍左右。
•
另外，水体下采煤时的保护对象和保护范围也具有某种特殊性。本
来水体下采煤时的保护对象主要是矿井本身(在需要时才考虑水体及其附
属设施的保护)，但是为了达到保护矿井的目的却不得不保护本身并不一
定有保护价值的水体和水体下方的岩层块段。此外，覆岩破坏一旦波及
到水体，哪怕只触及到水体的边缘也会导致水体中的水全部流入井下。
•
当前，我国在一般河流下或流砂下采矿的技术问题已基本解决。在
大型水体下采矿正处于试采阶段，如我国将向近海岸的浅海下进行试采， 如山东北皂矿在渤海下的开采。
• 在河、湖下开采已取得实效，如江苏殷庄煤矿在微山湖下采煤。
第一节 概 述
• 地下开采引起的岩层与地表移动，能使 开采煤层围岩中的含水层里的水、溶洞水 以及位于开采影响范围内的地表水和泥砂 溃入井下，威胁煤矿安全生产。因此，在 水体下采煤时必须采取适当措施，保证开 采过程中不发生灾害性透水、溃砂事故， 避免因矿井涌水量突然增大而严重地恶化 井下工作环境。
•
当然，在一般情况下，地表水、松散层内的含水层水
体和基岩水体之间常构成某种水力联系。于是就产生地表
水体和松散含水层、松散含水层和基岩含水层、地表水体
和基岩含水层、地表水体、松散含水层和基岩含水层等类
型的复合水体。而各种单纯水体和复合水体又有水体与煤
层直接接触和不直接接触之分。每一种情况对水体下采煤
的影响程度各不相同，要具体分析。显然，水体与煤层直
水断裂带下开采时，要对开采前后覆岩的渗透性及含水层之间的水力联
系进行分析评价，确定采用留设防水煤（岩）柱或者采用疏干方法保证
安全开采。
水体下采煤安全煤（岩）柱的留设应根据矿井水文地质及工程地质
条件、开采方法、开采高度和顶板管理方法等，按照《建筑物、水体、
铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中水体下开采的要求，编制
度。潜水面至隔水层的铅垂距离称为潜水层厚度。潜水面
上任意点的绝对标高为潜水位。显然，由于潜水面只有一 定坡度，潜水面上各点的潜水位是不相等的。
•
松散层内的含水层主要是由大气降水和地表水补给的。
松散含水层有时占松散层的全部，有时位于松散层的上部
或中、下部。一般情况下，位于松散层上、中ຫໍສະໝຸດ Baidu的含水砂
层富水性强，补给条件好。但如果在其下部有较厚的隔水
接接触对水体下采煤是不利的，若水体远离煤层或者其间
存在良好的隔水层，则是比较有利的情况。
第二节 水体下采煤的技术措施
•
在河流、湖泊、水库和海域等地面水体下采煤，应留足防水煤（岩）
柱。在松散含水层下开采时，应该按照水体采动等级留设不同类型的防
水煤（岩）柱（防水、防砂或防塌煤岩柱）。在基岩含水层（体）或含
可行性方案和开采设计，报省煤炭行业管理部门审查批准。回采过程中
要严格按照批准的设计要求控制开采范围、开采高度和防水煤（岩）柱
尺寸。
在生产过程中，当发现地质条件变化等时，需要缩小安全煤（岩）
柱尺寸提高开采上限的，必须进行可行性研究，并经省煤炭行业管理部
主要内容
• 水体下采煤 • 水体下安全采煤技术新进展 • 煤矿水害事故实例
第一章 水体下采煤
我国水体下采矿的概况
•
自50年代以来，我国在许多矿井开展了水体下采矿的试采研究工作，
取得了丰富的经验。象山东新汶的小汶河下采煤，安徽淮南矿务局在淮
河下采煤，资江煤矿在资江河漫滩下采煤等都取得了成功的经验。另外，
• 由于松散含水层所含的水一般赋存于第四纪或第三纪 松散冲积层的孔隙中，所以又常称其为第四纪或第三纪松
散含水层。松散含水层中所含的水是一种潜水，它有自由 表面——潜水面。由于潜水能在重力作用下从高处向低处 流动，因此潜水面具有一定的坡度，而这个坡度又常与地
表坡度一致。潜水面至地表的铅垂距离称为潜水的埋藏深
粘土层，则对开采影响较小。如果含水砂层位于松散层下
部或者松散层全是含水砂层，则对开采影响较大。
2．基岩含水层
• 基岩内的含水层包括石灰岩含水层、砂岩含水层、溶 洞和老采空区积水。它们一般充满于两个隔水层之间并承 受静水压力，所以又称为承压水。有时承压水体位于开采 煤层的底板岩层内，亦能对开采构成威胁，这就是所谓的 “承压水上采煤”问题。