解析特厚坚硬岩层组下保水采煤技术

解析特厚坚硬岩层组下保水采煤技术
近年来，随着我国煤炭开采规模的不断扩大，在煤炭开采过程中对水资源造成的影响也越来越严重，这就间接的对我国的经济和环境的和谐发展造成影响。

如何进行保水采煤也成为了现代采煤工程中重点研究的问题。

保水采煤技术的应用目的就是在进行采煤的同时防止采煤场出现突水的现象，并加强对水资源进行及时的保护，保证煤炭的开采过程对矿区水文环境的扰动量小于区域的水文环境容量。

文章重点对特厚坚硬岩层组下的特殊地质环境条件、保水采煤技术、特厚坚硬岩层组下的保水采煤现状及问题进行了研究分析。

标签：特厚坚硬岩层；保水技术；采煤技术
在我国传统的煤炭开采过程中，我国对煤炭开采保水的意识并不足，相对于国外来说，我国的保水采煤的思想形成和起步也比较晚，直到1990年以后才逐渐有了保水采煤技术和思想的形成。

特别是近几年来，随着社会各界对环境保护的日益重视，社会各界对于保水采煤的呼声也越来越高，这就给保水采煤技术的应用与发展带来了巨大的挑战。

1 特厚坚硬岩层组下的特殊地质环境条件
特厚坚硬岩层组的水文条件相对复杂，很容易导致突发性水害事故的发生和水资源流失事故的发生。

对于现在许多的矿区来说，其具有很高的不稳定性和粘土隔水层，许多的矿区还有特厚坚硬的岩层，位于井田内的各系也有可能存在着一定的冲积层，其主要的组成成分就是砾石或砾沙。

一般来说，大部分的矿区冲积层相对都比较薄弱，地表水系的发育情况也相对较好，从而导致了其对地表水供给的能力较强，但是，在东西部，也经常会出现火烧和老窑积水区。

这就给保水采煤工作带来了巨大的挑战，想要能够对保水采煤技术进行有效的应用，就需要采煤行业在发展的过程中不断进行技术的探索与实践。

2 特厚坚硬岩层组下的保水采煤技术的应用
根据特厚坚硬岩层的特殊他质条件，对保水采煤技术的选择具有一定的技术性。

2.1 特厚坚硬岩层组下的隔水关键层技术
因为各个岩层自身分层的特性和各岩层所处的位置有所不同，所以他们也具有不同的隔水性，而隔水关键层，简单的说就是要最后穿透的关键层，同时也是最终要为人阻隔的岩层。

主要采用贯通裂隙或者构造天然通道的方式形成。

而其主要的步骤可以分为四步，即：第一，对隔水关键层的位置进行判定；第二，对隔水关键层的结构进行判定和控制；第三，对隔水关键层是否有稳定的渗流进行
判定；第四，对渗流的突变通道进行控制。

2.2 特厚坚硬岩层组下的充填膏技术
特厚坚硬岩层组下的充填膏技术具有高采出率、采出安全、环保、材料的应用选择较为广泛，在对煤层的采出后及冒落顶板之前，需要进行充填膏体。

充填膏体需要借助一定的工具进行填充，可以使其在重力或泵压力的作用下让膏状浆体通过管道，然后流向回采工作面，充填采窄区的部分空间，构建充填条带来叮嘱覆岩，其中，膏状浆体的主要成分包括粉煤灰、劣质土等材料。

2.3 特厚坚硬岩层组下的砂置换开采技术
此项技术简单的说就是运用一定的机械，或者在重力的作用下，将采煤的挖空区用沙子进行置换，对砂置换煤技术的应用，可以有效的防止水的渗漏和污染。

但是，在实际的应用过程中，此项技术还存在着一些缺陷，还处于研究的阶段，仍需要采煤企业进行进一步的研究。

2.4 特厚坚硬岩层组下的条带开采技术
此技术应用的最主要作用就是要防止覆岩的移动，但是，在条带开采技术的实际应用过程中，还存在一些问题，例如资源浪费过大、煤开采率过低等，在现代综合化机械的应用过程中，此项技术的应用受到了局限。

条带开采技术的原理就是对各个煤层进行相间的开采，使其分成一定的条带，而对于覆岩的支撑就需要有专门的对煤层条带进行保留。

2.5 特厚坚硬岩层组下的超高水材料充填技术
特厚坚硬岩层组下的超高水材料充填技术所运用的材料主要是ZKD型高水速凝材料，ZKD型材料具有很强的渗水性能，渗水程度高达95%以上，在煤炭的开采过程中，是一种应用率极高的充填水材料，而ZKD型材料也能够最大限度的降低对固体粉料的使用量，从而增加煤炭开采企业的经济效益。

2.6 特厚坚硬岩层组下的类似膏体物的充填技术
此技术的优点是具有很高的流动性，能够对煤炭开采之后进行有效的填充，同时还具有不脱水的优点，是填充技术中较为理想的技术和方法。

其中，类似膏体物的填充材料主要的成分是钢炉渣、高炉水碎渣、工业废渣等，是一种粉状胶结剂，在实际的应用过程中，还需要对原材料中加一些细磨过后的矿物和化学催化剂。

2.7 特厚坚硬岩层组下的刀柱式填充技术
特厚坚硬岩层组下的刀柱式填充技术的主要应用范围为地表层深陷和含水层的保护，其在实际的应用过程中应用的要求是首先要做到对刀柱式技术的遵
循，在此基础上对煤房资源进行回采，然后再选用后退式的技术进行回采以及煤柱的填充，并且要越早越好，最后一次长壁来进行回采。

3 保水采煤技术的研究现状
保水采煤技术的内容主要包括对地质基础的保水开采、实验模型的研究以及采煤方案的研究和具体施工。

首先，是对保水开采地质的研究，保水开采地质基础研究主要包括有两个方面，第一，就是要尽量的避免大幅度减流和泉水的干涸；第二，不会对植被的生长造成较大的影响。

在具体的实验研究方面，我国的学者们运用ALGOR有限元程序，对煤矿进行了相应的分析与开采方案的制定。

并在具体的煤矿开采过程中要依据实际情况进行方案的设定。

4 实现特厚坚硬岩层组下保水开采技术要点
第一，注意实现保水开采的途径。

对开采区域所进行的合理选择以及对防水煤柱留设，在主要的开采区域，要对不存在含水的煤层区域进行合理的选择，此区域可以进行直接的保水开采。

第二，对于具有含水及隔水层，但是隔水层的厚度是有限的区域，需要采取有效的保水开采措施，之后才能对该区域进行开采，同时，对于含水和煤层都比较丰富的区域，不能进行保水开采，如果已经进行开采的，就要及时的做出对策，防止对地下水结构进行破坏。

第三，在对防水煤柱进行留设时，要以钻孔冲洗液法作为主体，开展对保水GIS的研究。

其次，对于水开采方法来说，主要包括将倒水裂隙带高度减小，使倒水裂隙带的影响不会达到水体，从而减小倒水裂隙带高度的目的。

5 结束语
综上所述，在进行特厚坚硬岩层组下保水开采过程中，要时刻保证对地质条件的有效分析、实验模拟研究、采煤方案研究以及施工方案和施工出现分析的偏差，如果没有进行及时的纠正，就会出现水土破坏、资源浪费和流失、生态失衡的问题，这将对矿区及其周围环境造成严重的破坏。

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