188金宝搏app 188金宝搏登录app 金宝搏188下载 金宝搏188 保水开采技术是什么？关于保水开采技术的科普介绍

保水开采技术是指在干旱半干旱地区煤层开采过程中，通过控制岩层移动维持具有供水意义和生态价值含水层（岩组）结构稳定或水位变化在合理范围内，寻求煤炭开采量与水资源承载力之间最优解的煤炭开采新技术。煤炭是我国重要的能源，在很长一段时间还会占据能源的主体地位。随着煤炭资源的大面积开采，会使煤层围岩变形，采煤区会出现沉降和涌水等现象，直接威胁到作业人员的生命安全。保水开采技术在煤炭领域发挥着不可替代的作用。

概述

定义

保水开采技术是指在干旱半干旱地区煤层开采过程中，通过控制岩层移动维持具有供水意义和生态价值含水层（岩组）结构稳定或水位变化在合理范围内，寻求煤炭开采量与水资源承载力之间最优解的煤炭开采新技术。

提出背景

我国西北地区煤炭资源储量约占全国的1990年神木境内某矿井两次发生巷道冒顶，形成突水溃沙事故，造成附近的顺沟渠水库干涸，小流域地下水位下降，一处萨拉乌苏组泉水（饮马泉）断流（后已恢复），沙柳、沙蒿等植被受到影响。如果这种情况大范围出现，将带来生态灾难。因此，煤炭开发过程中，必须科学保护、合理利用水资源。为此，1992年范立民的《神木矿区的主要环境地质问题》、韩树青等的《开发陕北侏罗纪煤田几个水文地质工程地质问题》两篇短文提出了保水采煤理念，后者还提出利用充填开采方式实现萨拉乌苏组地下水保护的建议，这也是第一次提出充填保水采煤技术路径。

1996年5月，按照范立民提出的建议，在叶贵均教授主导下，1996年煤炭工业部同意立项一项重点科研项目，对榆神府矿区水文地质环境地质问题进行综合研究，由中国煤炭地质总局、陕西省一八五煤田地质勘探队和中国矿业大学共同承担，经过几次讨论后，确定了题目是《中国西部侏罗纪煤田（榆神府矿区）保水采煤与地质环境综合研究》，识别了煤层覆岩结构类型，首次划分了保水采煤分区。这个项目是先有研究内容，后有题目（这在今天是不可想象的）。这是首次使用“保水采煤”一词。1998年后发表的论文中开始出现“保水采煤”一词，与“保水开采”是同义词。

保水开采技术方法

目前的保水开采技术方法是通过抑制导水裂隙带发育程度实现隔水层或地下水位的稳定，或者将水资源储存起来，减少水资源流失，实现水资源重复利用，主要包含以下措施。

限高开采限

限高开采顾名思义就是通过限制采高实现保水开采的目的。减少开采高度，可以减少导水裂隙带发育高度，只要导水裂隙带无法破坏隔水层，就可以保护地下水资源不流失。但这种方法丢煤较多，造成了大量的煤炭资源浪费，遗留在采空区的煤，还可能引起自然发火。随着技术的进步，限高开采结合协调开采技术，通过合理的开采布局，对开采顺序、开采方向、开采时间进行控制，使不同的采面产生的拉伸区与收缩区进行叠加，实现减少导水裂隙带高度的方法。

条带开采

条带开采就是将开采区域划分成条带，开采区域与保留区域相间分布，由条带煤柱支撑上覆岩层，进而实现隔水层不破坏的目的。这种方法仍然丢煤较多，一般采出率在 60%之间，但相比于限高开采有个好处就是丢掉的煤并没有受到破坏，技术成熟以后，之前利用条带开采解放水下煤炭资源的矿井，通过充填开采回收了遗留的煤柱。

充填开采和局部充填开采

充填开采是在采煤过程中，使用充填物料充填采空区的方法。充填开采可以使煤炭资源得到有效开挖的同时，保护当地的环境，当煤田资源濒临枯竭，所在矿区迁移后，环境不会受到破坏。充填物料可以是固体矸石，可以是水砂，尾矿胶结物，以及高浓度膏体似膏体高水物质。固体水砂充填的特点是可以减少煤矿矸石的排放量，保护环境变废为宝，但充填率较低；胶结物充填的特点是充填率较高，但需要严格控制充填材料的凝结时间，尤其是我国煤矿一般采用壁式开采，三八制或四六制开采，这就需要保证充填物料在输送管路中不发生凝结，但充填到待充填区后迅速凝结支撑上覆岩层，并保证下一班能正常生产。由于充填开采的成本较高，为了减少充填成本，可以对工作面进行局部充填开采，也叫间隔充填，就是在充填开采技术的基础上，只要充填区域能够达到支撑上覆岩层的强度，保护隔水层不受破坏，就可以减少充填范围，这样可以节约一部分充填成本

建立地下水库

为实现保水开采，需要建立分布式地下水库，实现井下供水，井下排水矿井水处理、水灾防治等功能。需要利用采空区建立人工水库和坝体，使采空区可以储水，这需要在开采前就做好准备，在巷道口、大巷等处，采用混凝土等防水材料或者能满足条件的保护煤柱进行封闭，保证储存的水不会向外渗漏。由于矿井开采过程中会排出污水，这些污水并不能直接储存在水库中，需要先做一定的预处理，处理方法包括沉淀，也可以利用采空区较高的地方，通过渗流实现净化目的。在一些缺水并且水质较差的地区，需要在地面施工钻孔，通过管道和泵站将地下水库的水抽到地面，经过进一步处理，就可以达到生活用水的标准。

保水开采研究内容

（1）研究保水采煤过程中采动覆岩移动变形过程和损伤程度。

（2）研究采动条件下地下水渗流场、应力场、裂隙场演化过程。

（3）研究采动过程中地下水位、井泉演化过程及机理。

保水开采影响因素

保水开采过程中对水的控制会受到以下条件的影响：

（1）自然因素。

包括水体的分布、埋藏条件，含水层力学性质、空隙性质以及水体物理化学成分：区域煤层的地质构造

（2）人为因素。

包括人员素质、开采规模、采煤方法、开拓方式、工作面尺寸、采空区的处理及机械化程度。

（3）开采时期

煤矿的开采也影响着岩层中水系的稳定煤矿开采主要经历初期、中期、后期和末期4个时期。每个时期对岩层中水系的自然稳定状态都会造成不同程度的破坏，从而对保水开采的实施造成不同程度的影响。

1）煤矿开采初期岩层中各含水层相对处于自然饱和状态，含水性强。随着开采面积的增大，揭露的含水层逐渐增多，顶板冒落与导水裂隙带联通，使得煤层中潜水直接渗入矿坑，保水开采难度上升。

2）煤矿开采中期，采煤工作处于稳定状态。含水层不会被大面积揭露。但是随着采煤的继续进行，岩层中含水层水位不断降低，以矿井为中心的降落漏斗趋于稳定，部分含水层由承压转为无压，岩层中含水层大量排人矿井中，使得保水开采难度较大。

3）矿井开采后期。由于岩层中含水层大部分己排干，导水裂缝带和节理裂隙逐步被细砂充填，地表水渗人补给逐步减少，使得矿井渗水量逐步减小，进行保水开采难度较小。

4）矿井开采末期，矿井渗水从。少量排水到基本不排水。但由于煤系底部有隔水层存在，采空区逐步积水成为“地下水库”，此时进行保水开采比较容易。

煤矿透水事故

2016年4月25日8时05分，陕西省铜川市耀州区照金矿业公司202综采工作面发生一起透水事故，淹没工作面及部分运输和回风巷道，造成2人遇难、9人被困。

2019年12月14日，四川川煤集团杉木树煤矿突发透水事故，13名矿工生死未卜，救援迫在眉睫。应急管理部迅速调度救援工作，并派工作组第一时间赶赴现场，指导抢险救援工作。15支专业队伍，250名救援力量，他们争分夺秒，打通“生命通道”。经过88小时的生死救援，13名被困矿工全部获救生还。3月29日（周日）中午12：00，中央电视台社会与法频道《应急时刻》将播出四川杉木树煤矿透水事故救援特别节目，敬请关注。

3月13日凌晨4时30分左右，信阳市平桥区氟鑫矿业有限公司在开展清理巷道、疏通管路等开工前准备工作时，发生矿井透水事故。

事故发生时共有9人在井下作业，其中2人安全升井，7人被困井下。事发当天，2人被搜救出，无生命体征，仍有5人被困井下

央视新闻3月20日消息，记者从河南省信阳市委宣传部获悉，信阳平桥区氟鑫矿业有限公司透水事故救援结束，被困井下5人全部找到，已没有生命体征，事故共造成7人遇难。

12月18日 2：57分，川煤集团杉木树煤矿现场应急救援指挥部一阵欢呼，井下救援人员报告称，已与被困者建立联系，确认井下还有生还者。3：00，救援人员报告，随着水位下降，其中一名被困人员涉水走出来与救援队伍汇合，并报告13人全部活着。

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