解析特厚堅硬巖層組下保水采煤技術

摘 要：近年來，隨著我國煤炭開采規模的不斷擴大，在煤炭開采過程中對水資源造成的影響也越來越嚴重，這就間接的對我國的經濟和環境的和諧發展造成影響。如何進行保水采煤也成為了現代采煤工程中重點研究的問題。保水采煤技術的應用目的就是在進行采煤的同時防止采煤場出現突水的現象，并加強對水資源進行及時的保護，保證煤炭的開采過程對礦區水文環境的擾動量小于區域的水文環境容量。文章重點對特厚堅硬巖層組下的特殊地質環境條件、保水采煤技術、特厚堅硬巖層組下的保水采煤現狀及問題進行了研究分析。

關鍵詞：特厚堅硬巖層；保水技術；采煤技術

在我國傳統的煤炭開采過程中，我國對煤炭開采保水的意識并不足，相對于國外來說，我國的保水采煤的思想形成和起步也比較晚，直到1990年以后才逐漸有了保水采煤技術和思想的形成。特別是近幾年來，隨著社會各界對環境保護的日益重視，社會各界對于保水采煤的呼聲也越來越高，這就給保水采煤技術的應用與發展帶來了巨大的挑戰。

1 特厚堅硬巖層組下的特殊地質環境條件

特厚堅硬巖層組的水文條件相對復雜，很容易導致突發性水害事故的發生和水資源流失事故的發生。對于現在許多的礦區來說，其具有很高的不穩定性和粘土隔水層，許多的礦區還有特厚堅硬的巖層，位于井田內的各系也有可能存在著一定的沖積層，其主要的組成成分就是礫石或礫沙。

一般來說，大部分的礦區沖積層相對都比較薄弱，地表水系的發育情況也相對較好，從而導致了其對地表水供給的能力較強，但是，在東西部，也經常會出現火燒和老窯積水區。這就給保水采煤工作帶來了巨大的挑戰，想要能夠對保水采煤技術進行有效的應用，就需要采煤行業在發展的過程中不斷進行技術的探索與實踐。

2 特厚堅硬巖層組下的保水采煤技術的應用

根據特厚堅硬巖層的特殊他質條件，對保水采煤技術的選擇具有一定的技術性。

2.1 特厚堅硬巖層組下的隔水關鍵層技術

因為各個巖層自身分層的特性和各巖層所處的位置有所不同，所以他們也具有不同的隔水性，而隔水關鍵層，簡單的說就是要最后穿透的關鍵層，同時也是最終要為人阻隔的巖層。主要采用貫通裂隙或者構造天然通道的方式形成。而其主要的步驟可以分為四步，即：第一，對隔水關鍵層的位置進行判定；第二，對隔水關鍵層的結構進行判定和控制；第三，對隔水關鍵層是否有穩定的滲流進行判定；第四，對滲流的突變通道進行控制。

2.2 特厚堅硬巖層組下的充填膏技術

特厚堅硬巖層組下的充填膏技術具有高采出率、采出安全、環保、材料的應用選擇較為廣泛，在對煤層的采出后及冒落頂板之前，需要進行充填膏體。充填膏體需要借助一定的工具進行填充，可以使其在重力或泵壓力的作用下讓膏狀漿體通過管道，然后流向回采工作面，充填采窄區的部分空間，構建充填條帶來叮囑覆巖，其中，膏狀漿體的主要成分包括粉煤灰、劣質土等材料。

2.3 特厚堅硬巖層組下的砂置換開采技術

此項技術簡單的說就是運用一定的機械，或者在重力的作用下，將采煤的挖空區用沙子進行置換，對砂置換煤技術的應用，可以有效的防止水的滲漏和污染。但是，在實際的應用過程中，此項技術還存在著一些缺陷，還處于研究的階段，仍需要采煤企業進行進一步的研究。

2.4 特厚堅硬巖層組下的條帶開采技術

此技術應用的最主要作用就是要防止覆巖的移動，但是，在條帶開采技術的實際應用過程中，還存在一些問題，例如資源浪費過大、煤開采率過低等，在現代綜合化機械的應用過程中，此項技術的應用受到了局限。條帶開采技術的原理就是對各個煤層進行相間的開采，使其分成一定的條帶，而對于覆巖的支撐就需要有專門的對煤層條帶進行保留。

2.5 特厚堅硬巖層組下的超高水材料充填技術

特厚堅硬巖層組下的超高水材料充填技術所運用的材料主要是ZKD型高水速凝材料，ZKD型材料具有很強的滲水性能，滲水程度高達95%以上，在煤炭的開采過程中，是一種應用率極高的充填水材料，而ZKD型材料也能夠最大限度的降低對固體粉料的使用量，從而增加煤炭開采企業的經濟效益。

2.6 特厚堅硬巖層組下的類似膏體物的充填技術

此技術的優點是具有很高的流動性，能夠對煤炭開采之后進行有效的填充，同時還具有不脫水的優點，是填充技術中較為理想的技術和方法。其中，類似膏體物的填充材料主要的成分是鋼爐渣、高爐水碎渣、工業廢渣等，是一種粉狀膠結劑，在實際的應用過程中，還需要對原材料中加一些細磨過后的礦物和化學催化劑。

2.7 特厚堅硬巖層組下的刀柱式填充技術

特厚堅硬巖層組下的刀柱式填充技術的主要應用范圍為地表層深陷和含水層的保護，其在實際的應用過程中應用的要求是首先要做到對刀柱式技術的遵循，在此基礎上對煤房資源進行回采，然后再選用后退式的技術進行回采以及煤柱的填充，并且要越早越好，最后一次長壁來進行回采。

3 保水采煤技術的研究現狀

保水采煤技術的內容主要包括對地質基礎的保水開采、實驗模型的研究以及采煤方案的研究和具體施工。首先，是對保水開采地質的研究，保水開采地質基礎研究主要包括有兩個方面，第一，就是要盡量的避免大幅度減流和泉水的干涸；第二，不會對植被的生長造成較大的影響。在具體的實驗研究方面，我國的學者們運用ALGOR有限元程序，對煤礦進行了相應的分析與開采方案的制定。并在具體的煤礦開采過程中要依據實際情況進行方案的設定。

4 實現特厚堅硬巖層組下保水開采技術要點

第一，注意實現保水開采的途徑。對開采區域所進行的合理選擇以及對防水煤柱留設，在主要的開采區域，要對不存在含水的煤層區域進行合理的選擇，此區域可以進行直接的保水開采。

第二，對于具有含水及隔水層，但是隔水層的厚度是有限的區域，需要采取有效的保水開采措施，之后才能對該區域進行開采，同時，對于含水和煤層都比較豐富的區域，不能進行保水開采，如果已經進行開采的，就要及時的做出對策，防止對地下水結構進行破壞。

第三，在對防水煤柱進行留設時，要以鉆孔沖洗液法作為主體，開展對保水GIS的研究。其次，對于水開采方法來說，主要包括將倒水裂隙帶高度減小，使倒水裂隙帶的影響不會達到水體，從而減小倒水裂隙帶高度的目的。

5 結束語

綜上所述，在進行特厚堅硬巖層組下保水開采過程中，要時刻保證對地質條件的有效分析、實驗模擬研究、采煤方案研究以及施工方案和施工出現分析的偏差，如果沒有進行及時的糾正，就會出現水土破壞、資源浪費和流失、生態失衡的問題，這將對礦區及其周圍環境造成嚴重的破壞。

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