【正文】 有疑必探，先探后掘，先治后采”十六字原則和“防、堵、疏、排、截”五項治理措施； 4. 停產(chǎn)整頓煤礦在停產(chǎn)整頓期間，要嚴(yán)格按照制定的整改方案進(jìn)行整改，防止停而不改，利用整改之名違法出煤生產(chǎn)； 特大水害事故防范措施及建議 5. 煤礦必須依法生產(chǎn)，依法經(jīng)營，要按照規(guī)定范圍開采，沒有“四證一照”的礦井不得開采； 6. 認(rèn)真落實安全生產(chǎn)責(zé)任制，杜絕違章指揮、違章作業(yè)、煤礦企業(yè)的礦長及其他管理人員，一定要牢固樹立“安全第一、預(yù)防為主”的思想，要嚴(yán)格執(zhí)行各項規(guī)章制度，有事故隱患及主要危險源存在的礦井，發(fā)現(xiàn)問題，要及時整改，把事故消滅在萌芽之前； 7. 礦井要按核定的生產(chǎn)能力生產(chǎn)，不得超能力生產(chǎn)。 水體下急傾斜煤層開采技術(shù) 文學(xué)寬 研究員 煤炭科學(xué)研究總院 聯(lián)系電話： 13681569425 淮河下急傾斜煤層開采實例 淮南孔集煤礦是在含水層下開采急傾斜煤層群的礦井。具有煤層厚、層數(shù)多、傾角大、煤質(zhì)松軟易于抽冒、部分煤層頂板堅硬以及砂層含水豐富且與淮河水有直接水力聯(lián)系等特點，地質(zhì)和水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜。 該礦采用偽傾斜柔性掩護支架采煤法，在水體底界與開采上限留設(shè) 90~100m垂高的防水煤柱。為了控制急傾斜煤層開采后煤柱的抽冒實現(xiàn)安全開采，采取了有效的開采技術(shù)措施。 長走向、小階段、間歇開采 該方法有利于頂板充分冒落、上覆地層整體平緩下沉和避免防水煤柱受到劇烈破壞，可起到抑制導(dǎo)水裂縫帶發(fā)展的作用。具體參數(shù)是：工作面沿走向的連續(xù)回采長度不小于 100m；第一水平第一小階段的段高不大于20m，以下各小階段采后的導(dǎo)水裂高發(fā)展情況而定，且一般也不應(yīng)大于 30m，下一小階段應(yīng)在上一小階段采后4~6個月回采。 按尺定產(chǎn)，控制超限出煤 為了防止人為因素造成煤柱抽冒。制定了采出量與允許采出量的定期核算制度。每星期核算一次，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取措施，保證安全生產(chǎn)。所謂超限出煤就是采出了規(guī)定回采范圍以外的煤炭，可用下式表示： △ Q=Q1— Q2 式中 △ Q—— 超限出煤量， t； Q1 —— 實際產(chǎn)量（統(tǒng)計產(chǎn)量）， t； Q2 —— 允許煤量， t。 充填法開采 對于一些地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤層，或為了少留防水煤柱，減少地表移動及變形值等，使用了充填法開采?？准旱V用矸石充填法開采了 20多個厚和中厚煤層工作面，采出煤炭 80多萬 t。經(jīng)采后施工的冒落孔（探測導(dǎo)水裂高的鉆孔）資料證實，即使只充采一個下階段，以下用垮落法開采，導(dǎo)水裂高只有全部垮落法開采的 1/2~1/3。 采后黃泥注漿 為解決部分工作面頂板（或煤層）局部導(dǎo)水裂縫帶發(fā)展過高的問題，保證下一小階段工作面的安全開采，可利用在地面施工的冒落孔對采空區(qū)進(jìn)行黃泥注漿，以封堵導(dǎo)水裂縫和固結(jié)采空區(qū)已冒落的煤矸，達(dá)到抑制防水煤柱抽冒和降低導(dǎo)水裂高的目的，并可起到防火作用?？准旱V曾有計劃地先后利用 14個冒落孔對 4個工作面進(jìn)行黃泥注漿，共注入黃泥 3211m3，效果良好。 中深孔擠壓爆破強制放頂 我國煤礦大都采用自然垮落法管理頂板，已達(dá)到安全開采的目的。然而，有些煤層頂板堅硬難冒，不得不采用爆破的方法，進(jìn)行人工強制放頂。對于急傾斜煤層的爆破放頂在淮南的孔集煤礦采用“中深孔擠壓爆破”進(jìn)行了試驗研究。 擠壓爆破的原理 當(dāng)急傾斜煤層開采之后，還未進(jìn)行爆破放頂之前，煤柱也會有一些抽冒，這些抽冒下來的松散煤體，占據(jù)了爆破放頂?shù)淖杂煽臻g。因此，為了在急傾斜煤層取得好的爆破放頂效果，如另外再開鑿爆破所需的自由空間，在技術(shù)上的難度比較大，且在經(jīng)濟上也不合算，只能在這種條件下借助爆破時巨大的沖擊力，擠壓頂板所對應(yīng)采空區(qū)里的松散煤體使其退移、壓實，以獲得爆破所需的補償空間，達(dá)到預(yù)期的爆破頂板的效果。 擠壓爆破的方法和爆破參數(shù) 為了獲得較大的爆破沖擊力，爆破時采用多排炮孔、逐排微差毫秒爆破的起爆方法。 （ 1）爆破巷道布置方式 爆破放頂工作，主要在爆破石門內(nèi)進(jìn)行。爆破石門既是爆破放頂工作的場所，又是爆破放頂?shù)闹黧w和提供一部分補償空間的自由面。 爆破石門沿工作面的回風(fēng)巷每隔 15m往煤層頂板掘進(jìn)；也可在頂板巖石里專門掘一條和回風(fēng)巷相平行的頂板巖巷，然后再沿頂板巖巷每隔 15m向回風(fēng)巷方向掘爆破石門。 （ 2）炮孔布置 每排炮孔都布置成扇形，扇形面與煤層層面平行，并分成雙面扇形和單面扇形兩種。 （ 3）炮孔數(shù)和排數(shù) 扇形炮孔的孔數(shù)和排數(shù)是由大密集系數(shù)確定的。大密集系數(shù)的計算公式如下： m=a / w 式中 m —— 大密集系數(shù)； a —— 炮孔孔底間距， m； w —— 最小抵抗線，即排距， m。 （ 4）裝藥量及裝藥方式 炮孔孔徑為 58mm左右。為改善爆破時的間隙效應(yīng)，使單發(fā)雷管所能傳爆的炸藥長度盡量增加，我們加大了炸藥藥卷的直徑和單卷藥卷的長度。爆破放頂藥卷的直徑 45mm，長 500mm，重 800g。每個炮孔除孔口 2m裝填封泥外，其余部分全部裝藥。每兩卷藥插 1個電雷管，每排炮孔使用同時起爆的雷管，但排與排之間為微差起爆，延時起爆時間 130ms。 爆破放頂與回采的順序 兩種爆采順序： （ 1）采后爆破。爆破范圍內(nèi)煤層已回采，且掩護支架已經(jīng)下放而形成的采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行。 （ 2）采前爆破。沒有頂板巖巷的爆破只能采取采前爆破。 擠壓爆破放頂效果 7個工作面 96次的中深孔擠壓爆破，安全采出 15萬 t煤炭。為水體下安全開采頂板堅硬難冒的急傾斜煤層取得了如下經(jīng)驗。 （ 1）在頂板的爆破范圍內(nèi)，形成了一個截槽。同時，使頂板更大范圍產(chǎn)生崩開裂縫，從而加速了頂板巖層的變形、冒落，充填了部分采空區(qū)，對抑制防水煤柱抽冒過高和促使采動引起的破壞影響由煤柱轉(zhuǎn)向頂板方面起到了一定的作用。 （ 2）導(dǎo)水裂縫帶最大高度由所采煤層內(nèi)轉(zhuǎn)移到頂板內(nèi)，其絕對值接近于緩傾斜煤層。 （ 3）由于實現(xiàn)了爆破放頂，留設(shè)的防水煤柱未發(fā)生過高的抽冒，因而煤柱上方?jīng)_積層水位沒有異常變化，工作面涌水量也沒有增加。 （ 4）地表沒有出現(xiàn)突然塌陷的現(xiàn)象。 結(jié)論 通過采取開采措施在孔集煤礦正常地質(zhì)采礦條件下，只需留設(shè) 70~80m高的防水煤柱就能保證用垮落法安全開采急傾斜煤層；用矸石充填法開采時，只需留設(shè) 30~40m的防水煤柱。 必須指出，急傾斜煤層導(dǎo)水裂縫帶高度雖有經(jīng)驗公式可以進(jìn)行計算，但由于影響裂高發(fā)展的因素很多，因此除根據(jù)相似地質(zhì)采礦條件下的實際裂高資料，確定留設(shè)新工作面得防水煤柱之外采取有效的開采措施，控制防水煤柱的抽冒，才會取得水體下急傾斜煤層的安全開采。 謝 謝 ！ 水體上開采技術(shù)與典型案例分析 煤炭科學(xué)研究總院 文學(xué)寬 研究員 一、水體上開采概況 水體上水害狀況 水體上水害約占礦井水害的一半。 上世紀(jì) 80年代與 50年代相比，突水頻率增長 。 19561986年 30年間，淹井 222起，突水 1600次， 1318人喪生。 19841985年一年間，全國因底板突水而淹井事故 22起，僅開灤、焦作、肥城就有 6對井被淹。峰值水量高達(dá)2050m179。/min，世界之最。 水上威脅礦井?dāng)?shù)量和煤量 目前受水威脅的礦井約 300處，約占大型礦井的一半。 受水威脅儲量近百億噸。 二、水體上開采方案 長期以來，對受承壓水威脅煤層的安全開采主要采取兩種方案。 強排深降 能確保安全，但存在一定的問題，所用的較少。 帶壓開采 成本低，對環(huán)境危險小，但技術(shù)復(fù)雜，有一定的風(fēng)險。 若措施得力，能防止突水，保水采煤。 三、水體上開采突水機理 早期僅限于突水現(xiàn)象的表面描述和對突水資料歸類導(dǎo)出公式， 20世紀(jì) 40年代開始用力學(xué)觀點探討過突水機理。 相對隔水層概念 前蘇聯(lián)的斯列沙運夫提出安全水頭的靜力學(xué)公式。Han=2Kpt/L178。+rt 式中： Han——安全水值， Mpa； Kp——隔水層抗張強度， Mpa； t——煤層底板隔水層厚度， m； L——巷道寬度或工作面最大控頂距， m； r——隔水巖層的重力密度， N/m179。； r 當(dāng)實際水頭 Hsh＞安全水頭 Han時則不安全。 ?突水系數(shù)概念 我國上世紀(jì) 60年代焦作水文地質(zhì)會戰(zhàn)時提出，作為突水預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn)。臨界突水系數(shù) T。 單位隔水層厚度 M所能抵抗水壓 P的極限值，而 Ts=P/M。 西安煤科分院在上世紀(jì) 7080年代進(jìn)行了修正?？紤]到礦壓的破壞和不同巖層性質(zhì)因素，對突水系數(shù)進(jìn)行了修正。 Ts=P/（ ∑MmiCp） 式中： Ts——突水系數(shù)； P——水壓 Mpa； M——隔水底板各分層厚度， m； mi——各分層厚度換算系數(shù)； Cp——底板破壞深度， m； 四、煤層底板破壞 “ 下三帶 ” 理論 開采煤層頂板破壞產(chǎn)生 “ 三帶 ” 而煤層底板也存在 “ 三帶 ” ，即 “ 下三帶 ” ， “ 下三帶 ” 從煤層底面至含水層頂面分為： 第 Ⅰ 帶 ——煤層底板導(dǎo)水破壞帶（ h1） 底板破壞深度，存在 3種裂隙： 豎向裂隙 層向裂隙 剪切裂隙 3種裂隙主要影響因素是工作面得斜長，開采方法，煤層厚度及傾角、采深和巖性有關(guān)。 第 Ⅱ 帶 ——保護層帶（ h2） 巖層保持采前的完整狀態(tài)及其原有阻水性能基本不變的部分，位于第 Ⅰ 、 Ⅲ 帶之間。 巖層雖然受礦壓作用，或許有彈性甚至塑性變形，但人保持采前的連續(xù)性，其阻水性能未發(fā)生明顯變化?？善鸬阶杷Ｗo作用。稱之為有效保護層帶或阻水帶。 第 Ⅲ 帶 ——承壓水導(dǎo)升帶（ h3） 承壓水可沿含水層頂面以上隔水巖層中的裂隙導(dǎo)升，導(dǎo)升承壓水的充水裂隙分布的范圍稱為承壓導(dǎo)升帶。 含水層頂層至上部邊界的最大法線距離稱：含水層的原始導(dǎo)升高壓 h3，簡稱承壓水原始導(dǎo)高。 開采礦壓作用原始導(dǎo)高有可能在導(dǎo)升，但上升值很?。? 斷裂可使導(dǎo)升很高，甚至接近或穿過煤層； 隔水軟巖、無導(dǎo)水裂隙，導(dǎo)高為零； 含水層頂部巖溶充填帶，不含水并起隔水作用，可視為隔水層； 五、煤層底板 “ 下三帶 ” 確定的方法 現(xiàn)場觀測法： 采用底板鉆孔注放水驗法，輔以鉆孔巖移及物探方法。 開灤趙各莊礦，以 1237和 2137兩個工作面，其采深 900m、 100m，煤厚 10m，分 5個分層開采。 經(jīng)驗公式法： 根據(jù)大量實測資料，用實測的底板導(dǎo)水破壞深度與關(guān)系最密切的工作面斜長、采深、傾角等因素的數(shù)據(jù)經(jīng)回歸分析，擬合公式。 h1=+ 或 h1=++ 或 h1= 式中： h1=底板導(dǎo)水破壞深度， m； L——工作面長度， m； H——開采深度， m； α——煤層傾角，（ 176。 ）。 有效保護層帶（阻水帶）厚度計算。 有效保護層帶厚度的計算必須有底板隔水層總厚度。采動底板破壞帶深度，承壓水導(dǎo)升帶高度。 h2=h（ h1+ h3） 式中： h2——有效保護層帶厚度， m； h——隔水層總厚度， m； h1——底板導(dǎo)水破壞帶深度， m； h3——承壓水導(dǎo)升高度， m； 有效保護層帶阻水能力計算 阻水能力有兩種計算方法，突水系數(shù)法、阻水系數(shù)法 （ 1）突水系數(shù)法 Ts=P/MCp或 Ts=P/hd h1 式中 ： Ts——突水系數(shù)， MPa/m； P——水壓， MPa M——底板隔水層厚度，即 hd， m；