ch水体下与承压水上采煤.pptx

概概述述 地下开采引起的岩地下开采引起的岩地下开采引起的岩地下开采引起的岩层层与地表移与地表移与地表移与地表移动动，能使开采煤，能使开采煤，能使开采煤，能使开采煤层围层围岩中的含水岩中的含水岩中的含水岩中的含水层层里的水、溶洞水以及位于开采影里的水、溶洞水以及位于开采影里的水、溶洞水以及位于开采影里的水、溶洞水以及位于开采影响范响范响范响范围围内的地表水和泥砂内的地表水和泥砂内的地表水和泥砂内的地表水和泥砂溃溃入井下，威入井下，威入井下，威入井下，威胁胁煤煤煤煤矿矿安全安全安全安全生生生生产产。因此，在水体下采煤。因此，在水体下采煤。因此，在水体下采煤。因此，在水体下采煤时时必必必必须须采取适当措施，采取适当措施，采取适当措施，采取适当措施，保保保保证证开采开采开采开采过过程中不程中不程中不程中不发发生灾害性透水、生灾害性透水、生灾害性透水、生灾害性透水、溃溃砂事故，避砂事故，避砂事故，避砂事故，避免因免因免因免因矿矿井涌水量突然增大而井涌水量突然增大而井涌水量突然增大而井涌水量突然增大而严严重地重地重地重地恶恶化井下工作化井下工作化井下工作化井下工作环环境。境。境。境。多年来，我国比多年来，我国比多年来，我国比多年来，我国比较较广泛地广泛地广泛地广泛地进进行了水体下采煤的行了水体下采煤的行了水体下采煤的行了水体下采煤的研究和研究和研究和研究和实实践，采出了大量水体下践，采出了大量水体下践，采出了大量水体下践，采出了大量水体下压压煤，而且煤，而且煤，而且煤，而且对对水体水体水体水体下采煤的理下采煤的理下采煤的理下采煤的理论论作了深入的研究，形成了一套具有我作了深入的研究，形成了一套具有我作了深入的研究，形成了一套具有我作了深入的研究，形成了一套具有我国特色的国特色的国特色的国特色的论论理体系和理体系和理体系和理体系和计计算方法。算方法。算方法。算方法。概概述述水体下采煤水体下采煤水体下采煤水体下采煤地表水体下或地下水体下采煤地表水体下或地下水体下采煤地表水体下或地下水体下采煤地表水体下或地下水体下采煤开采开采开采开采 煤体上的水体煤体上的水体煤体上的水体煤体上的水体开采空开采空开采空开采空间间（由于岩（由于岩（由于岩（由于岩层层移移移移动动和和和和变变形）形）形）形）水和开采空水和开采空水和开采空水和开采空间间存在着一种水力存在着一种水力存在着一种水力存在着一种水力联联系系系系弱水力弱水力弱水力弱水力联联系系系系 增加排水增加排水增加排水增加排水费费用用用用 强强水力水力水力水力联联系系系系 突水或透水事故突水或透水事故突水或透水事故突水或透水事故我国各类水体下采煤的典型实例我国各类水体下采煤的典型实例水体水体类型类型矿井名称矿井名称 防水煤岩防水煤岩柱最小垂柱最小垂高高(m)(m)单层采厚单层采厚(m)(m)累计采累计采厚厚(m)(m)煤层倾煤层倾角角()煤岩柱煤岩柱类型类型技术措施技术措施出水量出水量(m3/h)(m3/h)淮河淮河李咀孜矿李咀孜矿00.0.020204545防水防水分层间歇开采分层间歇开采正常正常小汶河小汶河孙村矿、孙村矿、张庄矿张庄矿303040401.81.82.02.03.83.82020防水防水分层间歇开采分层间歇开采正常正常上官塘水库上官塘水库石壁塘矿石壁塘矿 80801001001.41.42.2.38384141防水防水分层间歇、非正规条带分层间歇、非正规条带开采开采开采开采正常正常小南洪水库小南洪水库柳花岭矿柳花岭矿88881.41.42.42.41.41.42.42.4 防水防水分层间歇开采分层间歇开采最大最大3.043.04，一，一般般1.31.32.42.4微山湖微山湖徐庄矿徐庄矿4444221.1.1.91.92 22424防水防水分层间歇开采分层间歇开采正常正常塌陷区积水塌陷区积水孔集矿孔集矿8080100100.0.011.911.9559090防水防水伪倾斜柔性掩护支架、伪倾斜柔性掩护支架、长走向小阶段间歇开采、长走向小阶段间歇开采、严禁超限出煤严禁超限出煤正常正常顶底板砂岩水顶底板砂岩水刘桥一矿刘桥一矿 距含水层距含水层4 48 81.81.82.82.84.4.28283030相当于相当于防砂防砂预先疏放、边采边疏预先疏放、边采边疏石灰岩岩溶水石灰岩岩溶水南桐二井南桐二井414150503.03.03.53.533相当于相当于防砂防砂预先疏放、专门疏水巷预先疏放、专门疏水巷道道2020492492分层间歇开采分层间歇开采朱仙庄矿朱仙庄矿404050502.02.02.22.2.0.010101515防水防水分层间歇开采分层间歇开采松散弱含水层松散弱含水层柴里矿柴里矿151520202.02.03.53.511.511.58 8防砂防砂分层间歇开采分层间歇开采松散弱含水层松散弱含水层邢台矿邢台矿101015152.02.02.22.2.0.01010防塌防塌分层间歇开采、仰上钻分层间歇开采、仰上钻孔孔近水体采煤的特征近水体采煤的特征uu进进行水体下采煤首先要分析开采引起的覆岩中的裂行水体下采煤首先要分析开采引起的覆岩中的裂行水体下采煤首先要分析开采引起的覆岩中的裂行水体下采煤首先要分析开采引起的覆岩中的裂缝缝是否是否是否是否互相互相互相互相连连通以及互相通以及互相通以及互相通以及互相连连通的裂通的裂通的裂通的裂缝缝是否波及到水体。是否波及到水体。是否波及到水体。是否波及到水体。因此，研究因此，研究因此，研究因此，研究覆岩破坏覆岩破坏覆岩破坏覆岩破坏规规律，特律，特律，特律，特别别是能是能是能是能够导够导水的冒落水的冒落水的冒落水的冒落带带和裂和裂和裂和裂缝带缝带的高度及其分布形的高度及其分布形的高度及其分布形的高度及其分布形态态至关重要。在至关重要。在至关重要。在至关重要。在许许多情况下，尽管地表多情况下，尽管地表多情况下，尽管地表多情况下，尽管地表产产生生生生较较大的移大的移大的移大的移动动和和和和变变形、甚至形、甚至形、甚至形、甚至出出出出现现裂裂裂裂缝缝，但只要，但只要，但只要，但只要这这些裂些裂些裂些裂缝缝在某个深度上自行在某个深度上自行在某个深度上自行在某个深度上自行闭闭合而不构成井下涌水合而不构成井下涌水合而不构成井下涌水合而不构成井下涌水的通道，就不会的通道，就不会的通道，就不会的通道，就不会发发生透水事故。生透水事故。生透水事故。生透水事故。uu水体下采煤水体下采煤水体下采煤水体下采煤时时的保的保的保的保护对护对象主要是象主要是象主要是象主要是矿矿井本身，井本身，井本身，井本身，即保即保即保即保证证在水体下在水体下在水体下在水体下开采开采开采开采时矿时矿井的安全。只有在必要井的安全。只有在必要井的安全。只有在必要井的安全。只有在必要时时(如水体如水体如水体如水体为为地面灌地面灌地面灌地面灌溉溉用的水用的水用的水用的水库库)才考才考才考才考虑虑水体及其附属水体及其附属水体及其附属水体及其附属设设施的保施的保施的保施的保护护。因此，在。因此，在。因此，在。因此，在进进行水体下采煤行水体下采煤行水体下采煤行水体下采煤时应时应着重研究着重研究着重研究着重研究如何防止水体和采区之如何防止水体和采区之如何防止水体和采区之如何防止水体和采区之间间形成透水的通道、造成井下突水事故；在水形成透水的通道、造成井下突水事故；在水形成透水的通道、造成井下突水事故；在水形成透水的通道、造成井下突水事故；在水体与采区之体与采区之体与采区之体与采区之间间构成水力构成水力构成水力构成水力联联系无法避免系无法避免系无法避免系无法避免时时，如何使其引起的，如何使其引起的，如何使其引起的，如何使其引起的矿矿井涌水量井涌水量井涌水量井涌水量小于小于小于小于矿矿井排水能力。井排水能力。井排水能力。井排水能力。uu由于水具有流由于水具有流由于水具有流由于水具有流动动性，覆岩破坏一旦波及水体的性，覆岩破坏一旦波及水体的性，覆岩破坏一旦波及水体的性，覆岩破坏一旦波及水体的边缘边缘，就可能，就可能，就可能，就可能导导致水体致水体致水体致水体全部流入井下；因此，全部流入井下；因此，全部流入井下；因此，全部流入井下；因此，水体必水体必水体必水体必须须作作作作为为一个整体加以保一个整体加以保一个整体加以保一个整体加以保护护，有有有有时时还还不得不将水体下方的部分岩不得不将水体下方的部分岩不得不将水体下方的部分岩不得不将水体下方的部分岩层块层块段一起段一起段一起段一起进进行保行保行保行保护护。地表水体：地表水体：地表水体：地表水体：积积聚在江、海、河、湖、水聚在江、海、河、湖、水聚在江、海、河、湖、水聚在江、海、河、湖、水库库、沼、沼、沼、沼泽泽、水渠、坑、塘和塌陷区中的水水渠、坑、塘和塌陷区中的水水渠、坑、塘和塌陷区中的水水渠、坑、塘和塌陷区中的水 地下水体地下水体地下水体地下水体 ：积积聚在岩石和松散聚在岩石和松散聚在岩石和松散聚在岩石和松散层层空隙中的水空隙中的水空隙中的水空隙中的水 松散松散松散松散层层水体：水体：水体：水体：第四第四第四第四纪纪和第三和第三和第三和第三纪纪松散松散松散松散层层中的含水中的含水中的含水中的含水 基岩含水基岩含水基岩含水基岩含水层层水体：水体：水体：水体：砂岩、砂岩、砂岩、砂岩、砾砾岩、砂岩、砂岩、砂岩、砂砾砾岩及石灰岩岩及石灰岩岩及石灰岩岩及石灰岩 岩溶含水岩溶含水岩溶含水岩溶含水层层水体水体水体水体 采空区采空区采空区采空区积积水水水水 孔隙水、裂隙水及岩溶水孔隙水、裂隙水及岩溶水孔隙水、裂隙水及岩溶水孔隙水、裂隙水及岩溶水复合型水体复合型水体复合型水体复合型水体 地表水和地下水地表水和地下水地表水和地下水地表水和地下水联联通通通通 水体的基本类型水体的基本类型水体下采煤的可行性水体下采煤的可行性 进行水体下采煤，除要考行水体下采煤，除要考虑开采引起开采引起的覆岩中的裂的覆岩中的裂缝是否互相是否互相连通以及互相通以及互相连通的裂通的裂缝是否波及到水体外，是否波及到水体外，还要分析在要分析在受开采影响后，防水煤岩柱是否受开采影响后，防水煤岩柱是否还具有足具有足够的隔水性能。的隔水性能。合理地确定煤合理地确定煤层的开采上的开采上限，正确地限，正确地选择开采方法和防开采方法和防护措施，以措施，以期做到既能最大限度地采出煤炭期做到既能最大限度地采出煤炭资源又能源又能确保确保矿井的安全。井的安全。覆岩的隔水性覆岩的隔水性覆岩的隔水性与其岩性、岩相及覆岩的隔水性与其岩性、岩相及结构面等因构面等因素有关。素有关。(1)(1)覆岩的岩性覆岩的岩性 岩性是岩性是评价覆岩隔水性的最重要依据。价覆岩隔水性的最重要依据。影响覆岩隔水性能的主要因素是岩石影响覆岩隔水性能的主要因素是岩石颗粒的粒的大小及其胶大小及其胶结形式。形式。颗粒越小，粒越小，级配越适当，配越适当，隔水性能就越好。隔水性能就越好。n n粘土比例大于粘土比例大于粘土比例大于粘土比例大于30303030的岩的岩的岩的岩层层是良好的隔水是良好的隔水是良好的隔水是良好的隔水层层；n n粘土含量粘土含量粘土含量粘土含量为为1111111130303030的岩的岩的岩的岩层层可作可作可作可作为为相相相相对对隔水隔水隔水隔水层层；n n粘土含量少于粘土含量少于粘土含量少于粘土含量少于10101010的岩的岩的岩的岩层层隔水性能很差；隔水性能很差；隔水性能很差；隔水性能很差；n n粘土粘土粘土粘土页页岩和泥岩和泥岩和泥岩和泥质页质页岩等塑性岩岩等塑性岩岩等塑性岩岩等塑性岩层层隔水性能隔水性能隔水性能隔水性能较较好。好。好。好。覆岩的隔水性覆岩的隔水性(2)岩相岩相 岩相是指沉岩相是指沉积岩生成的条件和岩生成的条件和环境。境。岩相特征是岩相特征是评价沉价沉积岩隔水性的依据之一。岩隔水性的依据之一。就隔水性而言，其就隔水性而言，其优劣劣顺序是：海相、湖序是：海相、湖泊相、泊相、风成沉成沉积相、河流冲相、河流冲积相、冰水沉相、冰水沉积相。相。覆岩的隔水性覆岩的隔水性(3)(3)结构面构面结结构面主要指原生构面主要指原生构面主要指原生构面主要指原生结结构面、构造构面、构造构面、构造构面、构造结结构面和次生构面和次生构面和次生构面和次生结结构面。构面。构面。构面。它它它它们们既是既是既是既是评评价岩价岩价岩价岩层层物理力学特征的重要因素，又是物理力学特征的重要因素，又是物理力学特征的重要因素，又是物理力学特征的重要因素，又是评评价岩价岩价岩价岩层层体系体系体系体系隔水性的重要因素。有隔水性的重要因素。有隔水性的重要因素。有隔水性的重要因素。有时时一个一个一个一个结结构面能构面能构面能构面能单单独成独成独成独成为为隔水隔水隔水隔水层层。原生原生原生原生结结构面构面构面构面如如如如层层面，一般是面，一般是面，一般是面，一般是层层状分布，其延状分布，其延状分布，其延状分布，其延续续性性性性强强，导导水性水性水性水性不好。不好。不好。不好。构造构造构造构造结结构面构面构面构面如断如断如断如断层层面，有的断面，有的断面，有的断面，有的断层层面本身有含水性和面本身有含水性和面本身有含水性和面本身有含水性和导导水性，水性，水性，水性，并成并成并成并成为为岩岩岩岩层强层强度的薄弱度的薄弱度的薄弱度的薄弱环节环节，有的断，有的断，有的断，有的断层层本身能隔水，且能把本身能隔水，且能把本身能隔水，且能把本身能隔水，且能把统统一型水体分割成彼此独立的分散型水体。断一型水体分割成彼此独立的分散型水体。断一型水体分割成彼此独立的分散型水体。断一型水体分割成彼此独立的分散型水体。断层层的的的的导导水性和水性和水性和水性和隔水性，主要取决于断隔水性，主要取决于断隔水性，主要取决于断隔水性，主要取决于断层层所切割的岩所切割的岩所切割的岩所切割的岩层层的力学性的力学性的力学性的力学性质质和断和断和断和断层层面面面面间间的充填程度。的充填程度。的充填程度。的充填程度。次生次生次生次生结结构面构面构面构面一般指一般指一般指一般指风风化岩化岩化岩化岩层层中的界面。有些中的界面。有些中的界面。有些中的界面。有些风风化化化化带带是良好的是良好的是良好的是良好的隔水隔水隔水隔水层层，即使受到重复采，即使受到重复采，即使受到重复采，即使受到重复采动动仍能保持其隔水性能，但也有一仍能保持其隔水性能，但也有一仍能保持其隔水性能，但也有一仍能保持其隔水性能，但也有一些些些些风风化化化化带带隔水性能不好。因此，隔水性能不好。因此，隔水性能不好。因此，隔水性能不好。因此，对风对风化化化化带带的隔水性，需要具的隔水性，需要具的隔水性，需要具的隔水性，需要具体分析。体分析。体分析。体分析。地下开采对覆岩隔水性的影响地下开采对覆岩隔水性的影响在大面在大面在大面在大面积积开采的影响下，覆岩的天然隔水性遭到不同程度的开采的影响下，覆岩的天然隔水性遭到不同程度的开采的影响下，覆岩的天然隔水性遭到不同程度的开采的影响下，覆岩的天然隔水性遭到不同程度的破坏，破坏程度首先取决于破坏，破坏程度首先取决于破坏，破坏程度首先取决于破坏，破坏程度首先取决于隔水岩隔水岩隔水岩隔水岩层层与采空区的相与采空区的相与采空区的相与采空区的相对对位置。位置。位置。位置。隔水隔水隔水隔水层层与煤与煤与煤与煤层紧贴层紧贴或或或或邻邻近近近近，且位于冒落，且位于冒落，且位于冒落，且位于冒落带时带时，其隔水性被完，其隔水性被完，其隔水性被完，其隔水性被完全破坏。全破坏。全破坏。全破坏。隔水隔水隔水隔水层远层远离煤离煤离煤离煤层层，位于整体弯曲，位于整体弯曲，位于整体弯曲，位于整体弯曲带带内内内内时时，除了隔水，除了隔水，除了隔水，除了隔水层层下部的下部的下部的下部的隔水性会受到隔水性会受到隔水性会受到隔水性会受到暂时暂时的影响之外，整个隔水的影响之外，整个隔水的影响之外，整个隔水的影响之外，整个隔水层层的隔水性基本不的隔水性基本不的隔水性基本不的隔水性基本不受破坏。受破坏。受破坏。受破坏。覆岩内水的渗透性是有覆岩内水的渗透性是有覆岩内水的渗透性是有覆岩内水的渗透性是有规规律地律地律地律地变变化的。化的。化的。化的。这这是因是因是因是因为为煤煤煤煤层围层围岩的岩的岩的岩的隔水性与采隔水性与采隔水性与采隔水性与采动动程度和和岩程度和和岩程度和和岩程度和和岩层变层变形性形性形性形性质质有关。在水平拉伸区，有关。在水平拉伸区，有关。在水平拉伸区，有关。在水平拉伸区，岩岩岩岩层层会会会会发发生生生生竖竖向的向的向的向的张张开裂开裂开裂开裂缝缝，从而隔水性遭到破坏。在水平，从而隔水性遭到破坏。在水平，从而隔水性遭到破坏。在水平，从而隔水性遭到破坏。在水平压缩压缩区，其隔水性基本不改区，其隔水性基本不改区，其隔水性基本不改区，其隔水性基本不改变变。在采在采在采在采动动影响下，影响下，影响下，影响下，岩岩岩岩层层本身的物理力学性本身的物理力学性本身的物理力学性本身的物理力学性质对质对隔水性的影响表隔水性的影响表隔水性的影响表隔水性的影响表现现为为：刚刚性和脆性的岩性和脆性的岩性和脆性的岩性和脆性的岩层层隔水性易遭破坏；具有隔水性易遭破坏；具有隔水性易遭破坏；具有隔水性易遭破坏；具有韧韧塑性的岩塑性的岩塑性的岩塑性的岩层层隔水性不易被破坏，或者破坏后能重新得到恢复。隔水性不易被破坏，或者破坏后能重新得到恢复。隔水性不易被破坏，或者破坏后能重新得到恢复。隔水性不易被破坏，或者破坏后能重新得到恢复。覆岩破坏规律覆岩破坏规律1 1冒落冒落带2 2裂裂缝带3 3整体弯曲整体弯曲带覆岩破坏分带覆岩破坏分带1 1冒落冒落带 煤煤层顶板在采板在采动影响下影响下发生生变形、离形、离层、断裂后脱离原生岩体而下落到采空区、断裂后脱离原生岩体而下落到采空区的破坏区域称的破坏区域称为冒落性破坏区或称冒落冒落性破坏区或称冒落带。由于由于该区的岩区的岩层完全失去了原有的完全失去了原有的连续性性和和层状状结构，不但透水而且流砂也极易从构，不但透水而且流砂也极易从中穿中穿过。显然位于然位于该区内的水体和井巷将区内的水体和井巷将遭受十分遭受十分严重的破坏。重的破坏。覆岩破坏分带覆岩破坏分带2 2裂裂缝带uu煤煤煤煤层层覆岩在采覆岩在采覆岩在采覆岩在采动动影响下只影响下只影响下只影响下只发发生生生生移移移移动动、变变形和断裂形和断裂形和断裂形和断裂，但仍保持，但仍保持，但仍保持，但仍保持原有原有原有原有层层次的覆岩区称次的覆岩区称次的覆岩区称次的覆岩区称为为裂裂裂裂缝带缝带。根据岩。根据岩。根据岩。根据岩层层开裂的开裂的开裂的开裂的严严重程度，重程度，重程度，重程度，裂裂裂裂缝带缝带又可又可又可又可细细分分分分为严为严重开裂区、一般开裂区和微小开裂区。重开裂区、一般开裂区和微小开裂区。重开裂区、一般开裂区和微小开裂区。重开裂区、一般开裂区和微小开裂区。uu 严严重开裂区。重开裂区。重开裂区。重开裂区。该该区内岩区内岩区内岩区内岩层层大部分断开，但仍保持原有大部分断开，但仍保持原有大部分断开，但仍保持原有大部分断开，但仍保持原有层层次。次。次。次。裂裂裂裂缝间连缝间连通性极好，既透水又透砂。通性极好，既透水又透砂。通性极好，既透水又透砂。通性极好，既透水又透砂。该该区一旦波及水体将区一旦波及水体将区一旦波及水体将区一旦波及水体将发发生透水透砂的重大事故；生透水透砂的重大事故；生透水透砂的重大事故；生透水透砂的重大事故；uu一般开裂区。一般开裂区。一般开裂区。一般开裂区。岩岩岩岩层层未全部断开且未全部断开且未全部断开且未全部断开且层层次完整，裂次完整，裂次完整，裂次完整，裂缝间连缝间连通性通性通性通性较较好，透水性一般，基本不透砂。好，透水性一般，基本不透砂。好，透水性一般，基本不透砂。好，透水性一般，基本不透砂。该该区如果波及水体会区如果波及水体会区如果波及水体会区如果波及水体会发发生生生生透水事故；透水事故；透水事故；透水事故；uu微小开裂区。微小开裂区。微小开裂区。微小开裂区。岩岩岩岩层层有微小裂有微小裂有微小裂有微小裂缝缝，连连通性不好，透水性微弱。通性不好，透水性微弱。通性不好，透水性微弱。通性不好，透水性微弱。该该区如果触及水体会增加区如果触及水体会增加区如果触及水体会增加区如果触及水体会增加矿矿井涌水量。井涌水量。井涌水量。井涌水量。uu这这3 3 3 3个区域的透水性是个区域的透水性是个区域的透水性是个区域的透水性是渐变渐变的，其的，其的，其的，其间间并无明确的界并无明确的界并无明确的界并无明确的界线线。人。人。人。人们们常常常常根据根据根据根据钻钻孔孔孔孔观测观测时时冲洗液漏失量的大小划定出它冲洗液漏失量的大小划定出它冲洗液漏失量的大小划定出它冲洗液漏失量的大小划定出它们们的界的界的界的界线线。覆岩破坏分带覆岩破坏分带3 3整体弯曲整体弯曲带 一般一般说来，整体弯曲来，整体弯曲带内的岩内的岩层在受在受开采影响后仍保留其原始的完整性。开采影响后仍保留其原始的完整性。如整如整体弯曲体弯曲带内岩内岩层的原始隔水性能的原始隔水性能较好好(渗透渗透系数很小、没有断系数很小、没有断层、陷落柱等涌水通道、陷落柱等涌水通道)，水体下的整体弯曲，水体下的整体弯曲带又有足又有足够的厚度的厚度(大大于保于保护层厚度厚度)，则可可认为整体弯曲整体弯曲带可可有效地阻隔水体内的水流入开采区，防止有效地阻隔水体内的水流入开采区，防止井下突水事故的井下突水事故的发生。生。影响覆岩破坏及其导水性的因素影响覆岩破坏及其导水性的因素1 1覆岩力学性覆岩力学性质和和结构特征构特征2 2采煤方法和采煤方法和顶板管理方法板管理方法3 3煤煤层倾角角4 4开采开采强度度5 5时间因素因素 重复采重复采动不不同同煤煤层层倾倾角角围围岩岩破破坏坏形形态态图图覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算 根据覆岩性根据覆岩性质的不同，冒落的不同，冒落带高度高度计算有下列几种情况：算有下列几种情况：a)a)煤煤层顶板覆岩内有极板覆岩内有极坚硬岩硬岩层，采后能，采后能形成形成悬顶，冒落，冒落带最大高度采用下式最大高度采用下式计算算：H Hm mM/(KM/(K1)cos1)cos 式中式中M M煤煤层开采厚度；开采厚度；K K冒落岩石碎冒落岩石碎胀系数，根据系数，根据实测求得，一求得，一般般为1.101.101.401.40；煤煤层倾角角覆岩破坏高度的覆岩破坏高度的计算算b)b)煤煤层顶板覆岩内板覆岩内为坚硬、中硬、硬、中硬、软弱、弱、极极软弱岩弱岩层互或其互互或其互层时，开采，开采单一煤一煤层的冒落的冒落带最大高度可采用下式最大高度可采用下式计算：算：H Hm m(M(MW)/(KW)/(K1)cos1)cos 式中式中W W为冒落冒落过程中程中顶板下沉板下沉值，由，由实测得得到。到。覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算c)c)厚煤厚煤层分分层开采开采时冒落冒落带最大高度采用最大高度采用下表中下表中给出的出的经验公式公式计算。算。覆岩岩性覆岩岩性(单向抗压强度单向抗压强度MPaMPa，主要岩石组成，主要岩石组成)经验公式经验公式m m坚硬坚硬(40(408080，石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾岩，石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾岩)中硬中硬(20(204040，砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩，砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩)软弱软弱(10(102020，泥岩、泥质砂岩，泥岩、泥质砂岩)极软弱极软弱(10(10，铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土，铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土)注：公式中注：公式中后面的数字为中误差；后面的数字为中误差；M M为累计开采厚度。为累计开采厚度。覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带高度高度高度高度计计算算算算(适用于适用于适用于适用于倾倾角角角角为为0 0 0 054545454的煤的煤的煤的煤层层)煤煤煤煤层层覆岩内覆岩内覆岩内覆岩内为坚为坚硬、中硬、硬、中硬、硬、中硬、硬、中硬、软软弱、极弱、极弱、极弱、极软软弱岩弱岩弱岩弱岩层层或其互或其互或其互或其互层层及厚煤及厚煤及厚煤及厚煤层层分分分分层层开采开采开采开采时时，导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带最大高度均可最大高度均可最大高度均可最大高度均可选择选择下下下下表中表中表中表中给给出的两种出的两种出的两种出的两种经验经验公式公式公式公式计计算。算。算。算。覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算 开采开采开采开采急急急急倾倾斜煤斜煤斜煤斜煤层层(倾倾角角角角为为5555555590909090)时时冒落冒落冒落冒落带带高度和高度和高度和高度和导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带高度高度高度高度计计算算算算 煤煤煤煤层顶层顶底板岩底板岩底板岩底板岩层层内内内内为坚为坚硬、中硬、硬、中硬、硬、中硬、硬、中硬、软软弱岩弱岩弱岩弱岩层层，用用用用垮垮落法开采落法开采落法开采落法开采时时的冒落的冒落的冒落的冒落带带高度和高度和高度和高度和导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带高度高度高度高度可用下表中可用下表中可用下表中可用下表中给给出的出的出的出的经验经验公式公式公式公式计计算。算。算。算。覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算开采近距离煤开采近距离煤层时冒落冒落带和和导水裂水裂缝带高度高度 a)a)上、下两上、下两层煤的垂距煤的垂距h h大于回采下大于回采下层煤煤时所所产生的冒落生的冒落带高度高度H Hxmxm时，下，下层冒落冒落带对上上层开采影响很小，可按上、下煤开采影响很小，可按上、下煤层的厚的厚度分度分别计算各自的算各自的导水裂水裂缝带高度和冒落高度和冒落带高度，取其中高度，取其中标高高值大者作大者作为两两层煤的煤的导水水裂裂缝带高度；冒落高度；冒落带高度高度则取上取上层煤的冒落煤的冒落带高度高度.覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算开采近距离煤开采近距离煤层时冒落冒落带和和导水裂水裂缝带高度高度 b)b)b)b)下下下下层层煤的冒落煤的冒落煤的冒落煤的冒落带带接触到或接触到或接触到或接触到或完全完全完全完全进进入上入上入上入上层层煤煤煤煤时时，上上上上层层煤的煤的煤的煤的导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带最大高度按本最大高度按本最大高度按本最大高度按本层层煤的厚度煤的厚度煤的厚度煤的厚度计计算，算，算，算，下下下下层层煤的煤的煤的煤的导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带最大高度最大高度最大高度最大高度则则采用上、下采用上、下采用上、下采用上、下层层煤的煤的煤的煤的综综合开采厚度合开采厚度合开采厚度合开采厚度计计算，取其中算，取其中算，取其中算，取其中标标高高高高值值大者作大者作大者作大者作为为两两两两层层煤煤煤煤的的的的导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带最大高度。上、下煤的最大高度。上、下煤的最大高度。上、下煤的最大高度。上、下煤的综综合开采厚度合开采厚度合开采厚度合开采厚度可按下式可按下式可按下式可按下式计计算：算：算：算：MMx1-2x1-2MM2 2(M(M1 1h h1-21-2/y/y2 2)式中式中式中式中h h h h1-21-21-21-2上、下煤上、下煤上、下煤上、下煤层层之之之之间间的法的法的法的法线线距离；距离；距离；距离；y y y y2 2 2 2上上上上层层煤的冒落煤的冒落煤的冒落煤的冒落带带高度与采厚之比。高度与采厚之比。高度与采厚之比。高度与采厚之比。覆岩破坏高度的计算覆岩破坏高度的计算开采近距离煤开采近距离煤层时冒落冒落带和和导水裂水裂缝带高度高度 c)c)c)c)如果上、下煤的如果上、下煤的如果上、下煤的如果上、下煤的间间距很小，距很小，距很小，距很小，则综则综合开采厚合开采厚合开采厚合开采厚度取两度取两度取两度取两层层煤厚之和。求出煤厚之和。求出煤厚之和。求出煤厚之和。求出综综合开采厚度后，即可按合开采厚度后，即可按合开采厚度后，即可按合开采厚度后，即可按照照照照单单一煤一煤一煤一煤层层开采开采开采开采时时的冒落的冒落的冒落的冒落带带高度和高度和高度和高度和导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带高度高度高度高度的的的的计计算公式，算公式，算公式，算公式，计计算出多煤算出多煤算出多煤算出多煤层层开采条件下冒落开采条件下冒落开采条件下冒落开采条件下冒落带带高度高度高度高度和和和和导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带高度。高度。高度。高度。水体下采煤的技术措施水体下采煤的技术措施留留设安全煤岩柱安全煤岩柱处理水体理水体开采技开采技术措施措施留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱在煤在煤在煤在煤层层至水体底面垂直距离很近的条件下，必至水体底面垂直距离很近的条件下，必至水体底面垂直距离很近的条件下，必至水体底面垂直距离很近的条件下，必须须在水体和煤在水体和煤在水体和煤在水体和煤层层开采上限之开采上限之开采上限之开采上限之间间留留留留设设一定垂深的岩一定垂深的岩一定垂深的岩一定垂深的岩层层块块段和煤段和煤段和煤段和煤层层，称，称，称，称为为安全煤岩柱安全煤岩柱安全煤岩柱安全煤岩柱。根据防水、防砂和防塌的不同要求，安全煤岩柱根据防水、防砂和防塌的不同要求，安全煤岩柱根据防水、防砂和防塌的不同要求，安全煤岩柱根据防水、防砂和防塌的不同要求，安全煤岩柱可分可分可分可分为为防水安全煤岩柱、防砂安全煤岩柱和防塌防水安全煤岩柱、防砂安全煤岩柱和防塌防水安全煤岩柱、防砂安全煤岩柱和防塌防水安全煤岩柱、防砂安全煤岩柱和防塌煤岩柱煤岩柱煤岩柱煤岩柱。留留留留设设安全煤岩柱的安全煤岩柱的安全煤岩柱的安全煤岩柱的实质实质是确定合理的是确定合理的是确定合理的是确定合理的开采上限开采上限开采上限开采上限，保保保保证导证导水裂水裂水裂水裂缝带缝带或冒落或冒落或冒落或冒落带带不波及水体。不波及水体。不波及水体。不波及水体。这这个开采个开采个开采个开采上限，上限，上限，上限，对对水平的水平的水平的水平的煤煤煤煤层层群群群群来来来来说说是某一煤是某一煤是某一煤是某一煤层层，对对于于于于倾倾斜煤斜煤斜煤斜煤层层来来来来说说是煤是煤是煤是煤层层的某一的某一的某一的某一标标高。高。高。高。留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱留留设防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱在水体底界面至煤在水体底界面至煤层开采上限之开采上限之间所留所留设的的防止水体中的水防止水体中的水溃入井下的煤和岩入井下的煤和岩层块段段称称为防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱。目的：目的：不允不允许导水断裂水断裂带波及到水体波及到水体结果：果：避免上覆水体涌入井下，并要使避免上覆水体涌入井下，并要使矿井涌水量不明井涌水量不明显增加。增加。留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱留留设防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱适用于下列情况：防水安全煤岩柱适用于下列情况：n na)a)各种大型地表水体下采煤；各种大型地表水体下采煤；各种大型地表水体下采煤；各种大型地表水体下采煤；n nb)b)各各各各类类地表水体和第四地表水体和第四地表水体和第四地表水体和第四纪纪、第三、第三、第三、第三纪纪松散含水松散含水松散含水松散含水层层下开采急下开采急下开采急下开采急倾倾斜煤斜煤斜煤斜煤层层；n nc)c)厚度大、富水性厚度大、富水性厚度大、富水性厚度大、富水性强强、补给补给充足的第四充足的第四充足的第四充足的第四纪纪、第、第、第、第三三三三纪纪松散含水松散含水松散含水松散含水层层下开采下开采下开采下开采缓倾缓倾斜或斜或斜或斜或倾倾斜煤斜煤斜煤斜煤层层；留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱留留设防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱n nd)d)水体与基岩水体与基岩水体与基岩水体与基岩间间元隔水元隔水元隔水元隔水层层或隔水或隔水或隔水或隔水层层极薄条件下极薄条件下极薄条件下极薄条件下开采开采开采开采缓倾缓倾斜或斜或斜或斜或倾倾斜煤斜煤斜煤斜煤层层；n ne)e)含水丰富、含水丰富、含水丰富、含水丰富、补给补给充足的基岩含水充足的基岩含水充足的基岩含水充足的基岩含水层层特特特特别别是岩是岩是岩是岩溶水体下采煤；溶水体下采煤；溶水体下采煤；溶水体下采煤；n nf)f)在水在水在水在水库库、水源、水渠和池塘等生、水源、水渠和池塘等生、水源、水渠和池塘等生、水源、水渠和池塘等生产产和生活要和生活要和生活要和生活要求保求保求保求保护护的水体下采煤；的水体下采煤；的水体下采煤；的水体下采煤；n ng)g)矿矿井排水能力有限或井排水能力有限或井排水能力有限或井排水能力有限或矿矿井涌水量增加会井涌水量增加会井涌水量增加会井涌水量增加会恶恶化化化化工作面作工作面作工作面作工作面作业环业环境的条件下采煤。境的条件下采煤。境的条件下采煤。境的条件下采煤。留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱留留设防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱 防水安全煤岩柱的高度等于防水安全煤岩柱的高度等于预计的的导水裂水裂缝带最大高度加上适当的保最大高度加上适当的保护层厚度，厚度，即：即：HshHliHbn n式中：式中：式中：式中：H H H Hlililili导导水裂水裂水裂水裂缝带缝带最大高度，按前述表中最大高度，按前述表中最大高度，按前述表中最大高度，按前述表中给给出的出的出的出的经验经验公式公式公式公式计计算；算；算；算；n nH H H Hb b b b保保保保护层护层厚度厚度厚度厚度留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱留留设防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱地表有松散覆盖地表有松散覆盖地表有松散覆盖地表有松散覆盖层层 时时的的的的防水安全煤岩柱留防水安全煤岩柱留防水安全煤岩柱留防水安全煤岩柱留设设 HshHd+Hb 地地地地层层上部无松散上部无松散上部无松散上部无松散层层覆盖，且采深覆盖，且采深覆盖，且采深覆盖，且采深较较小小小小时时的的的的防水安防水安防水安防水安全煤岩柱全煤岩柱全煤岩柱全煤岩柱Hsh Hd+Hb+Hbi基岩基岩风化化带也含水也含水时的的防水安全煤岩柱防水安全煤岩柱Hsh Hd+Hb+Hfe留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱留留设防防砂砂安全煤岩柱安全煤岩柱 在松散弱含水在松散弱含水层底界面至煤底界面至煤层开采上开采上限之限之间为防止流砂防止流砂溃入井下而保留的煤和入井下而保留的煤和岩岩层块段称段称为防砂安全煤岩柱防砂安全煤岩柱。目的：目的：是允是允许导水断裂水断裂带波及松散弱含水波及松散弱含水层或已疏降的松散或已疏降的松散层强含水含水层，但不容，但不容许垮落落带接近松散接近松散层底部底部 结果：果：泥砂不会泥砂不会溃入井下，入井下，矿井涌水量会井涌水量会略有增加，或只是短略有增加，或只是短时间增加。增加。防砂安全煤岩柱防砂安全煤岩柱Hs=Hk+Hb式中式中H Hk k冒落带高度，按上述表中给出的经验公式计算。冒落带高度，按上述表中给出的经验公式计算。防防 沙沙 煤煤岩岩柱柱的的适适用用条条件？件？留设安全煤岩柱留设安全煤岩柱留留设防防塌塌安全煤岩柱安全煤岩柱 在松散粘土在松散粘土层和已和已经疏干的松散含水疏干的松散含水层底界面与煤底界面与煤层开采上限之开采上限之间为防止泥砂塌入防止泥砂塌入采空区而保留的煤和岩采空区而保留的煤和岩层块段称段称为防塌煤岩防塌煤岩柱柱。留留设防塌煤岩柱防塌煤岩柱时是允是允许导水裂水裂缝带和和冒落冒落带波及松散弱含水波及松散弱含水层底部的，所以在开底部的，所以在开采采过程中采区涌水量会有所增加，但不会程中采区涌水量会有所增加，但不会发生灾害性的后果。生灾害性的后果。防防 塌塌 煤煤岩岩柱柱的的适适用用条条件？件？安全煤岩柱保安全煤岩柱保护层厚度厚度位于位于导水断裂水断裂带上上边界或界或垮落落带上上边界与水体界与水体底界面之底界面之间的岩的岩层 覆岩覆岩岩性岩性松散层底部粘性松散层底部粘性土层厚度大于累土层厚度大于累计采厚计采厚松散层底部粘性松散层底部粘性土层厚度小于累土层厚度小于累计采厚计采厚松散层全厚松散层全厚小于累计采小于累计采厚厚松散层底部松散层底部无粘性土层无粘性土层坚硬坚硬4A5AAA中硬中硬3A4A5AA软弱软弱2A3A4A5A极软极软弱弱2A2A3A4A 注：注：注：注：A=A=M/nM/n，M-M-累计采厚，累计采厚，累计采厚，累计采厚，mm；n-n-分层层数；本表不适用于综放开采分层层数；本表不适用于综放开采分层层数；本表不适用于综放开采分层层数；本表不适用于综放开采0 0 5454 煤煤层防水安全煤岩柱保防水安全煤岩柱保护层厚度厚度/m m0 0 5454 煤层防砂安