含水厚松散层浅埋煤层开采水沙灾害防治技术-西安科技大学科技处

采矿与安全

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含水厚松散层浅埋煤层开采水沙灾害防治技术

2006-11-27 00:00

含水厚松散层浅埋煤层开采水沙灾害防治技术
(2006-11-27)

应用行业：矿山
技术领域：矿区环境治理
主要内容
采用工作面覆岩破坏运动规律的相似模拟实验、工作面水沙溃流规律的相似模拟实验、工作面矿压观测研究、理论分析和数值模拟研究浅埋特厚风积沙覆盖层下开采顶板薄基岩破坏运动特征、研究和分析薄基岩顶板整体切落时特厚风积沙的溃流规律和研究和分析支护阻力与溃沙的关系，从而防止开采水沙灾害的威胁。
技术要点
1. 通过模拟实验研究认为大柳塔煤矿1203工作面合理采高4.0m不会有溃沙危险，涌进工作面的仅是潜水。研究确定安全采高4.0m被现场采用，并实现了安全开采。
2. 推导出组合关键层弹性模量、载荷和极限跨距计算公式。
3. 提出了组合关键层岩柱端角接触面高度不低于5.0m时能有效地阻挡流沙溃入工作面的观点，依此可判断工作面开采时是否发生溃沙灾害。
4. 富水特厚松散层煤层涌水溃沙程度还取决于含水层结构及空间配置：基岩顶面为砂砾石层含水层、上部为黄土层和松散沙层，不会发生溃沙灾害；基岩顶面为黄土层、其上部为松散沙层含水层，黄土层有较好的隔水性能，突水溃沙事故发生的可能性较小；基岩顶面直接为沙层含水层，极易形成水沙俱下的严重灾害。风积沙层下的第三系三趾马红土，是很好的隔水层，当粘土层能形成自稳结构时，则可防止富水风积沙向工作面溃流。
应用情况及前景
研究提出的开采是否发生溃沙的判断公式揭示了组合关键层破坏运动与溃沙的关系以及受采高、直接顶厚度和松散层厚度等的影响因素。富水特厚松散层浅埋煤层开采将以课题研究的理论进行防水防沙设计，研究理论的应用保证了工作面安全，解放了西部大量水沙威胁的滞采煤炭。