煤炭地下开采技术

煤炭地下开采技术（精选6篇）

煤炭地下开采技术 第1篇

1 煤炭地下开采引发的地质灾害分析

1.1 开采沉陷

煤矿由于地下开采塌陷破坏土地在全国工业系统中处于首位, 而且采煤塌陷土地的一半以上在平原地区, 绝大部分是优良的耕地。今后, 随着国民经济的迅速发展, 煤炭开采量不断加大, 由此带来采煤塌陷土地的面积将越来越大。

1.2 矿井突水

矿井突水是煤炭地下开采一种突发性矿山地质灾害, 具有来势汹猛, 瞬时涌水量大, 损失巨大的特点, 已成为影响煤矿安全生产的重大关键问题之一。为我国的经济造成了巨大的损失, 也严重威胁到矿区居民的生命和财产安全。

1.3 瓦斯灾害

瓦斯灾害是我国煤矿地下开采的另一主要地质灾害。由于自然因素作用, 我国煤层瓦斯赋存含量普遍偏高。瓦斯防治一直是我国煤矿安全工作的重点。

2 煤炭地下开采过程中引发的地质灾害防治

2.1 加强对煤矿地下开采的沉陷治理

2.1.1 减轻地表下沉

地表下沉是最为常见的地质灾害之一, 具有比较大的破坏力。针对地表下陷要利用先进科学技术和先进的开采方法提高井下开采的可操作性, 坚持经济实用的原则, 找出可以一定程度上减少地表下沉的开采技术。近些年来, 随着我国经济科学技术的发展和进步, 已经研究出一些可以有效地的减少地表下沉的开采方式, 主要而言, 有大条带协调式全采法, 冒落条带法, 充填条带法, 水砂充填法, 矸石风力充填法和离层带注浆充填法等。这些方式进行开采, 都很大程度的让地表下沉的现象得到了抑制。

2.1.2 科学的治理地表下沉

在煤炭地下开采过程中, 当当一些开采区域已经沉陷之后, 针对这些稳沉区域要结合具体的地质地貌实际情况, 全面调查了解地表的坍塌状况, 在此基础上, 充分利用先进的科学技术和机械设备, 对其实施科学的, 全面的综合治理。比如, 在我国的东部地区, 地下水位较深, 一般而言, 都会采用以下治理措施, 首先, 针对一些塌陷较为浅的区域, 可以使用疏排法建立排水系统"降低潜水位"等方式使土地重新利用, 而针对一些地面塌陷较深的塌陷区, 结合具体的实际状况, 可以采用挖深垫浅法将塌陷深的区域再挖深, 取出的土方充填塌陷浅的区域。如此, 而已更好的实现矿区土地资源的合理综合利用。

2.2 加强对矿井突水的防治

(1) 矿井突水是煤矿地下开采中最为常见的一种地质灾害之一。因此, 在进行防治过程中, 首先要结合工程实际状况, 对煤矿开采地区的地质地貌做出超前的分析, 并通过勘察取得客观的岩石断裂分布的规律, 在此过程中, 要将各个工作面的开采状况和各个巷道的揭露情况综合起来, 做出严密的分析探讨, 将各个工作面的断裂情况在开采图纸上标注, 如此, 可以更好的反应出整个巷道的断裂情况, 可以更好的采取有针对性的放断裂出水措施。

(2) 在进行煤矿的地下开采过程中, 水压是造成地质灾害的一个很重要的原因之一。在进行开采过程中, 如果遇到了出水的情况, 要结合开采地区的地质地貌状况, 采取合理的措施对水流进行疏导, 如此可以很大程度的降低水压, 可以很大程度的预防出水。同时, 可以通过地面的一些工作进行防治, 比如, 可以通过地面注浆站集中造浆, 通过井下施工注浆孔向介于煤层和奥灰强含水层之间的薄层灰岩等这些方式都可以有效的防治出水。

2.3 瓦斯灾害防治措施

2.3.1 加强安全预防

主要是预防瓦斯积聚和瓦斯煤尘爆炸, 消除瓦斯突出, 预防瓦斯积聚的主要技术途径是减少瓦斯向采掘空间涌出。稀释采掘空间的瓦斯浓度, 释放煤层中的瓦斯和矿山压力, 加强矿井通风, 进行瓦斯抽放, 是稀释瓦斯浓度, 消除瓦斯突出现象的主要技术措施。

2.3.2 开发煤层气

开发煤层气既有利于开发新能源, 又有利于减少瓦斯灾害事故。因此, 我国煤矿在防治瓦斯灾害方面应转变观念, 投入足够人力和物力, 进行煤层气开发利用。

3 结语

现阶段, 加强对煤矿的地下开采地质灾害的防治和煤矿开采的安全管理具有十分重要的意义。因此, 要严格煤矿开采规范, 控制风险, 做好各种煤矿开采保护措施, 从而实现政府主导, 企业配合, 政策贯彻等多重煤矿地质灾害防治, 安全管理控制体系, 保证煤矿行业的安全生产, 保证煤矿行业的经济效益和社会效益。

摘要：煤炭产业是我国最为重要的能源产业之一, 关系到我国经济的发展和我国的能源安全, 但是, 由于各种原因, 近些年来, 我国的煤矿在开采过程中, 各种地质灾害和安全事故频繁发生, 不仅仅造成了资源的浪费, 更严重的损害了广大人们群众的利益。在社会主义新时期, 加强对煤矿地下开采过程中引发的地质灾害研究, 寻找地质灾害发生的原因, 并探究这些地质灾害的防治措施, 不仅仅有助于促进我国煤矿管理的规范化和制度化, 便于煤矿的科学合理开发, 提高煤矿资源的开采效率, 为我国的经济发展和人们生活水平的提高奠定坚实的基础, 同时, 也可以保证矿区人员的生命财产安全, 减少矿难的发生, 促进煤矿行业的健康规范化发展, 推进社会主义和谐社会的进程。

关键词：煤炭,地下开采,地质灾害,防治措施

参考文献

[1]刘梅, 曾勇.煤炭地下开采引发的地质灾害及其防治措施[J].能源技术与管理, 2005 (2) .

[2]夏镛华.华北煤田东部矿区深部开采地质灾害问题的思考[M].全国煤矿地质世纪之交学术交流会, 2009.

[3]顾乃满, 甘德清.唐山地区采煤引起的地质灾害分析及其防治对策[J].矿业快报, 2007 (2) .

我国煤炭开采技术 第2篇

学院：能源学院

班级：采矿工程专业1303班

姓名：田11

学号：11

联系方式：111 我国煤炭开采技术

摘要：

随着社会不断的发展和进步，我们人类跨入21世纪之后，信息技术已经被应用到了多个领域之中，以高科技为科学发展观已经成为了社会发展的重要方向，以此同时，资源和环境问题已经成为了世界性所有面临和解决的问题，煤矿开采行业，是非常传统的重工业，为了能够适应社会发展，实现新世纪的发展目标和要求，这些就成为了我们煤矿工作者需要关注和重视的问题了，在煤矿开采中，其最重要的核心技术就是煤矿开采技术，为此，为了能够提高其开采的效率和开采过程中的安全性，我们必须对其煤矿开采技术进行不断的完善和创新，本文就通过从煤矿开采技术的发展以及在煤矿开采过程中存在的问题，进行了简单的阐述和分析，希望能够在论述过程中，对煤矿开采技术的发展以及解决存在的问题提供可行性思路。分析了当前煤矿开采中开采技术的重要性，探讨矿井开采的关键技术问题以及对矿井开采技术的发展方向进行了展望。

关键词: 煤矿开采技术；发展方向；存在问题；分析应用

前言

煤矿开采方法及技术对煤矿的安全生产、采煤设备 能力的发挥、生产成本、经济效益具有十分重要的作用。一个煤矿的生产经营状况，除了自然地质条件和管理水平外，主要取决于开采方法的先进性和适应性。我国从炮采-普通机械化采煤-高档普采-综合机械化采煤-综采放顶煤-强力综采技术的发展，使采煤工作面的年单产由几万吨、几十万吨、几百万吨到上千万吨。事实充分证明了煤矿开采技术的发展对煤矿产量、经济效益的重要作用。同时，煤矿开采是一个传统的工业，高新技术的含量较低，如何适应科学技术的发展，在竞争中求生存与发展，煤矿的开采技术正是其核心问题。因此，从战略上确定好开采技术的创新方向，从战 术上搞好开采技术创新，对煤炭工业的持续健康发展具有重要意义。

我国煤矿发展现状

我国煤矿按所有制分为国有重点煤矿，地方国有煤矿，乡镇煤矿。这3类煤矿分别处于机械化、半机械化和基本为手工劳动的生产技术水平。在2001年全国煤炭产量中，5916%来自原国有重点煤矿，21%来自地方国有煤矿，1914%来自乡镇集体煤矿。2000年国有重点煤矿采煤机械化和综合机械化程度分别达到74143%和56173%，掘进装载机械化和综掘程度分别达到73129%和12181%。

我国煤矿的开采方法既有世界先进水平的综合机械化高产高效矿井，又有原始落后的人工开采方法。如神华集团大柳塔煤矿在2000年实现“一井一面”生产原煤920158万吨的基础上，2001年计划生产原煤1000万吨，3月份月产创100158万吨，综采工作面月产90107万吨的好成绩。而我国的乡镇、个体小煤矿井型规模小，平均年产量不到1万吨，资源回收率一般只有10%~15%；伤亡事故多，1988~1997年10年间，小煤矿死亡人数占全国煤矿死亡总人数的7312%，死亡率高达1017人/Mt；开采方法落后，生产效率低。

多层次的煤炭生产结构决定了煤炭工业生产技术结构的多层次化，而且这种多层次的生产技术结构将会持续相当的时间。保障安全生产、减少手工作业和笨重体力劳动是数万个乡镇集体煤矿急需解决的问题，集约化成为大型企业的发展方向。

煤矿开采技术取得重大进展 经过“七五”、“八五”、“九五”科技攻关，我国在综合机械化放顶煤、坚硬顶板条件下的长壁综采、大 采高综采技术及工艺方面均取得重大进展。

综采放顶煤技术

20世纪80年代初我国开始试验，90年代以来，有 了很大发展，出现了兖州、潞安、阳泉等以放顶煤开采为主的大型高产高效矿区。对较好条件下的综放成套装备进行了完善提高，采用900kW电牵引采煤机，设计了低位大插板新型支架，开发应用快速移架系统，并采取加大采煤机截深、加大后部输送机溜槽宽度等措施，取得了很大成功。综放队创年产510万t的好成绩，达到世界先进水平。

我国研制出近20种放顶煤液压支架，并对放顶煤工 作面矿压显现规律、顶煤破碎规律、顶煤冒放性、支架-围岩关系进行了深入的研究，对安全、高效生产起到了重要指导作用。我国在放顶煤支架架型、结构功能、参数、理论研究及使用效果方面居国际领先水平。综放生产工艺技术研究取得了实质进展，初步解决了有夹矸、顶煤硬等特殊情况下的综放技术难题，进一步提高了回收率。

1996~2000年兖州集团公司与煤炭科学研究总院开 采所等科研机构和厂家合作完成的煤炭行业“九五”重点科技攻关项目“缓倾斜特厚煤层高产高效综放开采成套技术与装备研究”，围绕综放开采成套装备与工艺、综合降尘技术、综合防灭火技术和提高回采率相关技术等4个专题15个子专题，联合攻关，项目总体技术达到了国际领先水平，初步形成了具有自主知识产权的综采放顶煤核心技术，并逐步实现了主要综采设备的国产化，极大地提高了矿井的集中生产能力和经济效益，基本实现了“一矿一面”或“一矿两面”的高产高效生产格局。2000年，兖矿综采队全部达到300万吨以上水平，其中2个综采队单产突破500万吨，最高达到512161万吨；原煤生产效率达到141787t/工，是1990年的8185倍。

目前，兖矿又与开采所等单位合作，开展了国家技术创新项目/年产600万t综放工作面设备配套与技术研究0及/高效集约化综放开采技术及关键装备0的研究与实施工作，项目完成后可基本实现集采煤、放煤、运输等生产环节的智能化、自动化，对主要生产设备工况进行实时在线监测，工作面单产水平已达600万t以上，可在全国率先实现准无人综放采煤工作面装备研究”，围绕综放开采成套装备与工艺、综合降尘技术、综合防灭火技术和提高回采率相关技术等4个专题15个子专题，联合攻关，项目总体技术达到了国际领先水平，初步形成了具有自主知识产权的综采放顶煤核心技术，并逐步实现了主要综采设备的国产化，极大地提高了矿井的集中生产能力和经济效益，基本实现了“一矿一面”或“一矿两面”的高产高效生产格局。2000年，兖矿综采队全部达到300万吨以上水平，其中2个综采队单产突破500万吨，最高达到512161万吨；原煤生产效率达到141787t/工，是1990年的8185倍。目前，兖矿又与开采所等单位合作，开展了国家技术创新项目/年产600万t综放工作面设备配套与技术研究0及/高效集约化综放开采技术及关键装备0的研究与实施工作，项目完成后可基本实现集采煤、放煤、运输等生产环节的智能化、自动化，对主要生产设备工况进行实时在线监测，工作面单产水平已达600万t以上，可在全国率先实现准无人综放采煤工作面。

引进大功率综采设备日产万吨以上

我国神华集团神东公司在全国煤炭行业率先全套引 进国外先进技术和装备，实现了采掘工作面生产集中化，主要运输系统胶带化，辅助运输无轨胶轮化的机械化作业方式。神东矿区一般都采用条带式开采，工作面长度为225~245m，推进长度为2500~5000m，装备美国JOY公司生产的6LS-5型直流电牵引双滚筒采煤机，总装机功率为1600kW，采高212~510m，牵引速度为0~15m/s，生产能力在2000~2800t/h；液压支架选用美国JOY公司和德国DBT公司生产的JOY8670-214/510和DBT7640-212/415液压支架；三泵一箱乳化液泵站每台供液流量达到270L/min；大功率的JOY和DBT刮板输送机、转载机和破碎机采用集中控制联动操作，总功率达2030kW，过煤能力为21500t/h；顺槽胶带机选用美国公司和澳大利亚公司的B1400-3*375-410型胶带输送机，带速为4m/s；采区供电采用采区钻孔，移动箱式变电所，10kV电压通过钻孔直接供到工作面顺槽移动变电所。除胶带输送机以外综采工作面其它设备的总重量约6000t，总装机功率4500kW。这些先进的大功率重型机械化设备，为实现高产高效矿井建设提供了可靠保障。综采设备自动化控制的实现，为减人增效提供了广 阔空间。一个生产班的员工数由上百人、几十人减 到6~8名，班产原煤在1万t左右，日开机时间一般在83%左右，日产原煤在213万t以上，创出全国第一、世界一流水平。

国产装备日产7000t高产高效综采在综采工作面电 压不升级(1140V)的情况下，我国已研制出日产7000t综采成套设备，并在铁法矿务局晓南矿成功应用，最高日产达9206万t。实际生产表明，若全矿运输系统配套完善后，具有日产万吨的潜力。

“三下”采煤

“三下”压煤是制约我国许多煤矿发展的重要问题。据不完全统计，我国仅统配煤矿“三下”压煤量就达13719亿吨，其中建筑物下压煤量占60%左右。在人口密集、工业发达的8个省建筑物下压煤达6417亿吨，占全国“三下”压煤量的近一半。如大屯煤电公司截止2000年年底，可采储量合计6163818万t，“三下”压煤及其它非经济可采储量为4286118万吨，占可采储量的69%。随着我国经济发展对煤炭需求的增加，解压煤呆滞储量的开采技术已成为亟待解决的问题。缓倾斜薄煤层单一长壁综采技术。我国77个重点矿务局的424个矿井赋存765个薄煤 层，占可采总储量的19%。但从薄煤层中采出的煤量逐年下降，1996年仅占7132%，并有进一步下降的趋势。薄煤层开采机械化程度低，采高小，工作条件差，设备移动维修困难；存在投入多，产出少的问题。乡镇煤矿开采技术水平低，乡镇煤矿开采工艺落后，安全生产条件差，资源回 收率低，也是需要解决的问题。治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等。

优化巷道布里，减少矸石排放的开采技术

改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效 益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系，实现开采方法、开采布置与煤层地质条的最优匹配。重点研究高产高效矿井开拓部署与巷道布置系统的优化，简化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率； 多开煤巷，减少出矸率； 研究矸石在井下直接处理，作为充填材料的技术。

三下采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等技术的水平, 深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。

矿山压力控制

寻求矿山压力控制实际问题的完好解决与科学解答 仍是采矿学科的基本任务。对于性质不同、类型繁多的矿山压力显现与控制问题，通过研制和改进测试仪器、完善监测手段、掌握不同条件下的矿山压力显现规律，并据此研究、改进控制的手段和方法，采取恰当的技术与安全措施，实现矿山压力的适时有效控制。因此我们需要继续研究的问题有:

(1)进一步完善来场围岩控制理论；

(2)研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成 本岩层拉制技术；

(3)放顶煤开采岩层和支架—围岩相互作用机理；

(4)支护质量与顶板动态监测技术；

(5)冲击矿压的预测和防治；

(6)研究开发新型的支护设备。

3.6煤炭地下气化技术

煤炭地下气化是实现高效安全开采的一项新工艺，属 于一种特殊的采煤方法，它集建井、采煤、气化。种工艺为一体，取消了庞大笨重的井下采煤设备和地面气化设备，变传统的物理采煤为化学采煤，是多学科开发洁净能源和化 工原料的高新技术。它克服了现有井工采煤的安全问题等弊端，也趁免了传统采煤和地面气化过程中的废气、废水、废渣等的污染，其关键技术是实现气化生产的连续、稳定(煤气量、煤气成份、煤气热值的稳定)和充分就地监测、控制。

3.7小煤矿技术改造和机械化开采技术

实施国家关闭小煤矿,淘汰落后生产技术和生产设备, 提高平均单井规模的技术政策,开发小型机械化、半机械化开采技术和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤工作面的单产和工效;提高小煤矿的顶底板控制技术水平,最大限度地减少顶底板事故率。

4.结

论

综上所述，从上述过程中，笔者认为当今煤矿开采 技术的发展主要方向应该是围绕高科技技术应用和保护环境两个方面，一定要坚持可持续发展的路线，来进行的煤矿开采技术的应用，在这一过程中，主要还是需要我们相关的煤矿工作者在实践工作中不断的完善和创新方法，为煤矿开采技术的创新多提宝贵意见，为煤矿事业发展做出贡献，在浅谈煤矿开采技术的发展和存在的问题过程中，可能还存在很多不足的地方，希望可以得到广大煤矿开采工作者的广泛意见，通过相关的建议，虚心接受和思考，来不断完善自身不足之处，争取为煤矿开采技术的发展做出更多贡献。应用现代科学理论新方法与高新技术，研究解决采矿问题，探求采矿规律； 采矿科学与其它科学(计算机科学、材料科学等)的相互结合，丰富和扩展了煤矿开采技术，是当今煤矿开采技术的发展方向。

参考文献 ：

我国煤炭开采技术现状与实例分析 第3篇

关键词：煤炭开采技术；巷道支护；松动圈；关键层

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0155-02

据统计，我国2010年一次能源生产和消费结构中，煤炭的比重分别为77.4%和68.6%，煤炭在当前甚至是将来相当长时期内仍将是我国的主体能源。随着煤炭科技的发展，我国的煤炭开采也将不断地向着安全、高效、高利用和绿色开采发展。

一、理论研究

（一）松动圈理论

天然岩体是一种特殊的非均质非线性材料，在各向应力作用下，岩体处于长期的平衡状态。在地质岩体内开挖巷道，围岩处于近似的二向应力状态，应力出现重分布，直至达到另一个平衡状态为止。在此期间巷道围岩内部出现一个破裂区，通常称为松动圈。董方庭教授提出的松动圈理论，为我国煤矿巷道的开挖和支护设计提供了很好的依据。

（二）关键层理论

通常采煤工作面顶板分三个岩层：垮落带、裂隙带和缓沉带。钱鸣高院士基于理论分析和众多的实践经验，提出了岩层控制的关键层理论，认为：在采场覆岩层中存在着多层岩层时，对岩体活动全部或局部起控制作用的岩层称为关键层，关键层的断裂将导致全部或相当部分的上覆岩层产生整体运动。缪协兴又对采动覆岩中关键层的复合效应作了深入的分析，认为当覆岩中存在两层以上坚硬岩层时，无论上部或是下部坚硬岩层都将对下部或上部坚硬岩层的采动变形和破断产生影响，也即对采动覆岩变形、破断和移动全过程产生影响。两个硬岩层之间的复合效应主要与其间距有关，当间距与坚硬岩层厚度没有量级差别时，复合效应最明显。

二、技术发展

（一）支护技术

碹体支护是我国最早的支护方式之一，在早期地质条件较好的岩体中广泛应用。随着煤炭开采的增加和地质条件的复杂性与差异性，简单的碹体支护渐渐不能支撑岩体的高应力。锚杆支护，利用围岩自身来承载压力，弥补了被动支护的诸多不足，开创了围岩主动支护的先河。然而在我国山东和安徽等地区部分岩层，高应力、高地温、岩体破碎较为普遍，地质条件更为复杂，单一的支护方式无法满足支护条件。耦合支护理论的提出，根据实际情况，同时采用两种或多种不同的支护方式，实现了完美的互补，更好的支护围岩。比如李冲等针对深井软岩巷道地压大、变形大、难支护的特点，提出了各种支护之间以及支护体与围岩之间耦合的锚索-网壳衬砌耦合支护技术，并在曲江矿运输大巷进行运用，得到了很好的支护效果。

（二）开采技术

炮采技术在我国煤炭开采中最早得到应用和普及，其施工方便、成本低，但是开采效率低下、安全系数差。随着我国科技实力的渐渐提升，综合机械化采煤得到了很好的发展，在大大提高采煤效率的同时，更加保证了工人的人身安全。所谓综合机械化采煤技术，即在整个采煤过程中机械化率达到95%或以上。综合机械化采煤过程中的机械通常包括液压支架、采煤机、刮板输送机和胶带输送机等，其中采煤机和液压支架起着极其重要的作用。

针对许多特殊的煤层地质情况，我国的煤炭科研工作者通过不断的研究和实践，攻破了一个又一个难题。如孙春东等，针对阳邑煤矿8号煤层（大青煤）和9号煤层（下架煤）层间约1.02m极近距离的特点，采用常规错距理论和岩层移动理论进行分析，研究了上部工作面采空区走向形成的稳压区和减压区范围，并计算得出了上、下煤层工作面联合开采最佳走向错距范围，使极近距离联合开采得以顺利实施。任艳芳等通过现场观测和数值模拟的方法，对神东煤田某煤矿综采工作面浅埋煤层（平均埋藏深度约80m）进行分析，得到了长壁工作面围岩应力场特征验证了上覆岩层中可形成承压拱结构，为煤层的顺利开采提供了保障。专家和技术人员的科学研究和不断努力，使我国的煤炭开采技术站在了世界的前列。

三、工程实例分析

潞安集团司马煤矿位于我国山西省长治市境内，井田面积约29.49平方公里，可采储量近1亿吨。其1210工作面，开采煤层属下二叠统山西组下部的三号煤层。该煤层赋存稳定，煤层较厚且赋存结构简单。煤体以黑色、块状为主，粒状次之，亮煤为主，夹镜煤条带，煤质为贫瘦煤。煤层厚度为7m，倾角约平均7°。工作面直接顶为粉砂岩，深灰色，中厚层状，含大量煤屑，产较多植物化石，局部地段为沙质泥岩。直接底为砂质泥岩，灰黑色，致密，局部具滑感，断口参差状，含大量植物化石。老底为细砂岩，白灰色，中厚层状，矿物成分以石英为主，含白云母碎片、岩屑及铁锰质，分选较好。

1210工作面地质情况较好，采用综合机械化采煤技术，更加提高了生产效率和经济效益。开采过程中根据实际地质倾斜情况，采用仰采的方式，由下往上开采。放顶煤开采技术，采3m，放顶煤4m。综采过程中引进MXG-300/700A电牵引采煤机，性能优越，系统采用PLC控制，更加自动化，易操作，更加适合倾斜煤层开采。针对采煤过程中，经常出现机组滚筒离合器虽然挂上但是无法锁定的情况，该矿技术人员通过分析原因并进行大量观测，对采煤机离合器进行改进，改进之后使用更加方便、安全，同样也增加了采煤效率。

1210工作面煤层直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，该含水层赋水性一般较弱。1210工作面回采范围内地质条件较为简单，在向斜及背斜转折端会造成煤层及顶板列隙发育，回采至该处时可能会出现涌水增大现象。针对这种情况，该矿采用注浆防水和主动加固围岩的方法，工作面内加强排水设施管理及工作面排水能力，预防因顶板突然垮落造成工作面涌水量增大的情况，保证工作面正常回采。

四、结论与展望

科学技术是第一生产力，近年来我国的煤炭开采技术稳步提升，本文从理论与技术发展两个角度分别讲述了我国当前的煤炭技术发展现状，又通过以潞安集团司马煤矿为例进行分析，说明了技术进步和科技能力在煤炭开采中的重要性。但是，随着我国煤炭浅部资源的渐渐枯竭，很快将进入一个深部开采时期，深部开采将面临更多的问题，如高应力、高地温、岩石流变和围岩大变形等，加大科技投入，提高技术能力是永恒不变的准则。同时，近年来地球温室效应日益显著，地下水资源几近枯竭，绿色开采、保水开采、提高煤炭使用效率将成为我国煤炭开采和利用的重要方向。

参考文献

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[7] 任艳芳，齐庆新．浅埋煤层长壁开采围岩应力场特征研究[J]．煤炭学报，2011，36（10）.

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（项目编号：JX111744）。

作者简介：王文龙（1986-），男，山东济宁人，中国矿业大学力学与建筑工程学院硕士研究生，研究方向：煤炭开采和巷道支护。

（责任编辑：文 森）

煤炭地下开采技术 第4篇

关键词：煤炭,井工开采,地下水环境,影响评价,保护措施

煤炭作为不可再生资源,在中国能源生产和消费中占有极其重要的地位。为了满足国民经济发展的需要,近年来中国煤炭产量一直持续稳定增长[1]。采煤时会疏干煤层上覆或下伏地下水,改变地下水局部流场,造成局部区域地下水资源减少。随着中国煤炭的大规模开发和利用,地下水资源也遭受了严重的破坏。统计资料显示,我国2010年煤矿产量达到了32.4亿t,煤炭开采产生的矿井水约54亿m3,吨煤矿井水产生量约1.67m3。作为我国煤炭产量大户,鄂尔多斯盆地(包括内蒙古、山西、陕西、甘肃等省部分区域)水资源缺乏,工农业生产和当地居民生活饮用水严重依赖地下水资源,如何在煤炭开采过程中保护该区域具有供水意义的地下水资源将显得极为重要。

近年来,“保水采煤”的呼声越来越高,要求在煤炭资源开采的同时保护地下水资源,但“采煤”与“保水”二者本身是矛盾的,过分强调“保水”,必将导致大量的煤炭资源浪费,降低项目的经济效益。因此,在煤炭开采过程中有选择性地对具有供水意义的含水层水资源进行保护,不仅能够最大限度地回收煤炭资源,也能缓解人们对地下水资源的需求。

1 煤炭井工开采对地下水资源的影响

地下水有两种不同的埋藏类型,即埋藏在第一个稳定隔水层之上的潜水和埋藏在上下两个稳定隔水层之间的承压水。各含水层始终处在一个动态平衡的系统中,具有独特的补给、径流、排泄区域。煤层本身并不属于含水层,煤炭井工开采将打破其上覆含水层和下伏含水层的这种动态平衡,即煤炭开采后导致潜水含水层的底板隔水层或者承压含水层的顶底板隔水层受到破坏,进而影响潜水含水层及承压含水层的补、径、排关系。当煤炭开采结束后,地下扰动减少,各潜水含水层和承压含水层可能形成新的动态平衡。

1.1 对地下水资源的影响途径

煤矿开采排水,使地下水的流场、流向发生变化[2],导致煤系地层与上覆含水层(包括潜水及承压水)、下伏含水层(承压水)发生了水力联系,引起各含水层水位下降,水量发生变化。

(1)对煤系地层上覆含水层的影响。

煤层采出后,采空区周围的岩层发生位移、变形乃至破坏,上覆岩层根据变形和破坏的程度不同分垮落带、裂缝带及缓慢下沉带,其中裂缝带又分为连通和非连通两部分,通常将垮落带和裂缝带的连通部分称为导水裂缝带。煤炭井工开采主要就是通过所形成的导水裂缝带影响地下含水层之间的水力联系,进而对其水量、水位产生影响。

(2)对煤系地层下伏含水层的影响。

煤层开采过程中,煤系地层和底板围岩应力不断变化,在采动矿压和水的作用下,在底板岩层中一般产生竖向张裂隙、层向裂隙、剪切裂隙3种裂隙,破坏了底板岩体的完整性。当附近的岩溶水高于采空区标高时或有断裂破碎带穿过采空区时,则可出现下伏承压水的侧向补给和底板涌水现象。

1.2 煤炭井工开采对地下水影响的判断方法

煤炭井工开采对地下水的影响可通过计算导水裂隙带高度和突水系数,简单判断对上覆含水层和下伏含水层的影响。

(1)对上覆含水层影响的判断。

根据煤层厚度、顶底板硬度等情况,按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中推荐的导水裂隙带计算公式,计算煤炭开采产生的导水裂隙带高度,并据此判断煤层开采对上覆含水层的影响。当导水裂隙带高度贯通煤系地层上覆的某一隔水层时,该隔水层之上的含水层将被疏干。

(2)对下伏含水层影响的判断。

根据煤层下伏基岩的厚度、下伏含水层的水压,按照《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局令2009.9.21)中推荐的计算公式,计算下伏承压水的突水系数。当突水系数小于0.06 MPa/m时,煤炭开采突水可能性小;若突水系数大于0.06 MPa/m,小于0.1 MPa/m,在构造裂隙地带,煤矿开采可能突水;当突水系数大于0.1 MPa/m,煤矿开采突水可能性大。

1.3 影响因素

煤炭井工开采对地下水的破坏程度主要受煤层赋存条件、煤层顶底板条件、含煤地层地质构造特征、水文地质条件等因素的影响。

(1)煤层赋存条件。

煤层赋存条件包括煤层埋深、煤层厚度、倾角等。当煤层埋深浅时,煤炭开采对潜水含水层的影响较大;煤层埋深过大,其下伏承压水水头大,可能导致下伏承压含水层突水。煤层厚度大,形成的导水裂隙带高度大,可能贯通的上覆含水层多,对上覆含水层的影响范围相对较大。

(2)煤层顶底板条件。

顶底板基岩抗压强度越大,煤炭开采后产生的导水裂隙带高度越小。若煤层上覆基岩的厚度大,形成的导水裂隙带可能不会到达基岩顶部,对上覆含水层的影响较小。

(3)地质构造特征。

煤系地层上下基岩的稳定完整性也是影响地下水的一个重要因素,当煤系地层中存在断层、陷落柱或其上覆地层存在“天窗”等特殊构造时,煤矿开采对地下水的影响较大。

(4)水文地质条件。

矿区所处的水文地质单元区域不同,地下水资源受煤炭开采的影响也不同。当矿区位于水文地质单元的补给区时,煤矿开采可能导致该水文单元的补给水量减少,进而影响到下游径流区、排泄区的水量。当矿区位于径流区时,煤矿开采可能改变径流方向,影响下游排泄区的水量。

2 煤炭井工开采对地下水资源的保护措施及典型案例

减少煤炭井工开采对地下水资源的影响,应从煤矿井工开采对地下水资源的影响途径、影响因素等方面入手,选择合理的保护措施。

2.1 区域地质概况

鄂尔多斯盆地地处我国西部干旱半干旱内陆地区,主体是由中生界古生界不同岩类构成的大型向斜式沉积盆地,南北长约620 km,东西宽约400 km。鄂尔多斯盆地的基底主体为前寒武系结晶变质岩,盆地内依次沉积了总厚度达6000余米的下古生界碳酸盐岩、上古生界中生界碎屑岩和中、新生界各种成因的地层。地表出露和钻孔揭露地层从老到新有:寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第四系。根据候光才等人的调查研究成果,该区域具有供水意义的含水层有盆地东缘和南缘的寒武奥陶系岩溶地下水、盆地西北部白垩系洛河组地下水、东北部第四系孔隙水和黄河及其支流河谷区的潜水。

2.2 降低导水裂隙带的发育高度

通过选取不同的开采工艺,降低煤炭开采导水裂隙带的发育高度,可以减少煤系地层上覆含水层的水资源进入矿井,减少对上覆含水层水资源的影响。一般可采取限高开采、分层开采、房柱开采、充填开采等工艺。

(1)限高开采。

即通过限制开采煤层的厚度来限制导水裂隙带的发育高度,适用于厚度大且分布不均的煤层开采。如鄂尔多斯盆地西南边缘宁正煤田某煤矿,主采8号煤层厚度0.29～27.41 m,距上部具有供水意义的洛河组含水层约35～161.5 m。8号煤在不限高开采情况下,放顶煤开采后形成的导水裂隙带高度可达17～340 m,该含水层在煤矿开采过程中可能被疏干;采取限厚开采后,煤层最大开采厚度11 m,导水裂隙带发育高度17～160 m,距离洛河组底板最近距离约2 m,不会导通洛河组底板隔水层。

(2)分层开采。

是指对厚煤层分两次或者多次进行开采,在上部煤层开采形成的破坏应力释放后,上覆基岩基本稳定后再对下部煤层进行开采,避免了煤炭开采产生的应力一次释放,尽可能回收煤炭资源的同时有效降低导水裂隙带发育高度。西安科技大学师本强等人对鄂尔多斯盆地陕北榆神府矿区煤矿开采与地表沉陷调查和模拟实验数据表明[3],10 m厚煤层分2层开采产生的导水裂隙带高度约为65 m,仅为一次采全高的40%。中国矿业大学模拟实验得出,分层开采产生的导水裂隙带高度仅为放顶煤一次采全高的1/6。可见分层开采可以有效减少对煤层上覆基岩的破坏。该方法适用于厚度大、且分布相对均匀的厚煤层开采,这种保水采煤方法对煤炭资源的利用率相对较高。

如鄂尔多斯盆地西南部的陕西彬长矿区某煤矿,设计开采4号煤层,厚度0～18.05 m,平均7.33 m,距上部具有供水意义的洛河组含水层约38～246 m。在不采取保护措施的情况下,放顶煤开采后形成的导水裂隙带最高可达270 m,该含水层在煤矿开采过程中可能被疏干。设计采用分层开采方案,分层厚度4.2 m,煤层厚度大于4.2 m区分2层,小于4.2 m区一次采全高。上分层开采6.5 a后开采下分层,此时上分层开采对地层结构的影响已经稳定。下分层煤层开采时导水裂缝带高度与上分层的导水裂缝带高度叠加关联效应不甚明显。经预测,井田上分层开采导水裂缝带高度为27.9～51 m,防水岩柱高为30.6～63.6 m;下分层煤层开采导水裂缝带高度为32.5～59.5 m,防水岩柱高为34.9～72.1 m。采取分层开采后,有效地保护了洛河组含水层。

(3)房柱开采及充填开采。

房柱开采适用于埋藏深度一般不宜超过300～500 m,厚度不超过4 m,顶板坚固密实,倾角小于10°,底板平整,顶板无淋水的煤层。该方法煤炭资源回收率相对较低,采煤效率低。充填法开采是在采煤过程中将充填材料运入采空区,充填采空区留下的空间,进而减缓导水裂隙带的发育。由于该方法需要大量的充填物,目前尚未能全面推广。

2.3 强化底板条件,减少底板突水

注浆堵水是煤矿水害防治的主要工程措施之一。通过强化底板条件,可有效降低底板突水发生的可能性。如鄂尔多斯盆地东胜矿区某煤矿,煤系地层下伏具有供水意义的含水层为寒武、奥陶系含水层,奥陶系岩溶裂隙承压水头标高约860～880 m,本区9号煤层底板标高在736.72～777.57 m,存在带压开采问题。在突水系数小于0.1 MPa/m的区域进行局部注浆强化,增加底板的强度,确保煤炭开采不造成承压岩溶含水层的水资源漏失。

2.4 对特殊构造留设保护煤柱

(1)隐伏露头线留设保护煤柱,确保不导通含水层。

隐伏露头线往往是煤层尖灭区,该区域隔水层一般相对较薄,可能造成上覆含水层的漏失。为了减少对上覆含水层的影响,一般采用留设防水保护煤柱的保护措施,对地下水资源进行保护。如鄂尔多斯西部某煤矿,紧邻井田的乡镇机井取用白垩系志丹群含水层的地下水。在开采井田中部及西部区域时,由于煤层埋深较大,煤炭开采所形成的导水裂缝带不会导通到下白垩统志丹群第一段含水层。但在开采东部区域时,由于受褶皱构造的影响,下白垩统志丹群第一段含水层直接覆盖于煤系地层之上,煤炭开采所形成的导水裂缝带在煤层隐伏露头及其附近区域将直接导入该含水层。考虑到该含水层富水性相对较强,也是该区域具有供水意义的含水层,将对煤层隐伏露头区留设44～152 m宽的防水煤岩柱。

(2)陷落柱、断层、“天窗”等构造留设保护煤柱。

当井田范围内存在陷落柱、导水断层、“天窗”等构造时,为了减少上覆含水层通过陷落柱、导水断层、天窗进入矿井,造成上覆含水层的漏失,最简单有效的办法就是留设防水保护煤柱。如鄂尔多斯盆地彬长矿区某煤矿,洛河组与煤层间安定组隔水层在井田内存在“天窗”,项目最终将“天窗”区域及周边一定区域留设防水保护煤柱,确保洛河组地下水不受到影响。

3结束语

2011年6月1日,《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ 610-2011)正式实施,标志着我国环境影响评价工作已从关注地表以上可见的(或可听的)环境影响,逐渐向地下隐蔽的环境影响延伸。2011年10月10日,国务院对《全国地下水污染防治规划(20112020年)》进行了批复,要求“切实保障地下水饮用水水源环境安全”,“保障地下水资源可持续利用”。地下水环境影响评价导则和污染防治规划的陆续实施,将人们的视野逐步拓展到了地下水资源的保护。因此,在煤炭开采过程中,加强对采煤区域具有供水意义的水资源的保护将受到更多人的关注。总结煤炭开采对地下水资源的保护措施,将有利于在煤炭建设项目中更好地实施地下水环境影响评价导则,有利于保护地下水资源。

参考文献

[1]邵改群.山西煤矿开采对地下水资源影响评价[J].中国煤田地质,2001,13(1):41-43.

[2]狄效斌.大同矿区水环境问题分析及水资源保护对策探讨[J].矿业安全与环保,2007,34(2):64-65.

煤炭地下开采技术 第5篇

关键词：煤炭；开采技术；优点；发展

煤炭行业的发展在我国经济发展过程中占据十分重要的地位。在现代化发展形势下，煤炭开采技术必定要不断的发展进步，以满足多元化的市场需求。煤炭资源的合理利用和开采技术的研发，是社会经济发展中必须面对的问题。根据我国可持续性发展战略，建设环境友好型社会目的，必须加大煤炭开采技术研发力度，保证社会的能源需求。一厚煤层综采放顶煤技术

国内已经明确的煤炭储量中厚煤层的煤炭占有量高达百分之四十以上，经过多年来的完善和发展，厚煤层综采放顶开采技术取得一定的成绩，逐步成为一种较为先进的方式，带领厚煤层开采技术发展进入到新的时期，综放技术在国内的大部分矿区内得到广泛的应用，促进我国的煤炭开采行业发展。针对比较厚的煤层或是缓倾斜厚层，想要解决资源回收率、防尘、防火等问题，可以利用综采放顶煤技术。综放开采技术是相对高产、高效的一种方式，对于国内建立高产高效矿井具有关键的作用效果，其的优点为工作面产量比较高、采出煤的厚度比较大，很多的矿井内部已经构建成为一面一井的生产加工系统，其凭借着煤层厚度变化适应性高，巷道掘进量小，经济成本比较低、综放开采效率高等各种的优势，具有广阔的发展前景，未来综放开采技术的研究方向主要为如何解决瓦斯积聚、煤层大、煤层自燃、煤炭回收率较低等各方面的技术难题。

二煤炭资源绿色开采技术

所谓绿色开采是在考虑环境影响和资源效率基础上的一种现代化开发研究模式，发展目标为整个矿山开采过程中保证资源的开发效果最高，对于生态环境产生最小的影响，实现社会经济效益和企业经济效益的优化协调。煤炭资源的绿色开采，解决土地资源的占有和破坏问题，有效降低由于开采造成的水资源破坏或污染.大气生态的污染等负面影响。目前的绿色开采方案主要包括几种。

1矸石填充开采。所有煤炭绿色开采技术中的关键之一是填充开采技术，国内生产矿井压煤大概数量为140亿吨，能够给年产量为1000万吨的矿井生产十年，包括建筑物下压煤大概为90亿吨，国内煤矿企业如何解决建筑物下压煤开采是关键的研究内容，多年来的开采工作造成土地的沉陷，进一步导致大量的土地资源被破坏。国内每开采万吨的原煤就会造成土地塌陷面积为0.2到0 33h㎡，每年因为开采破坏的土地资源数量以3到4万h㎡的速度快速增加，开采过程中逐步形成煤炭产量10%的矸石，国内的煤矿矸石山已经达到1500多座，形成废弃矸石达到70亿吨，矸石的大量形成浪费土地资源，同时破坏环境安全，造成环境的污染。利用填充开采的方式，将矸石等不同的固体形式废弃物当做主要的填充料应用到井下，可避免矸石的排放，控制由于巖层转移造成的塌陷，对于土地资源进行有效保护，实现建筑物的下压煤开采，绿色开采技术的发展具有非常实际的作用意义。

2保水开采。详细分析隔水层的移动规律，结合基岩的变动，研究导水裂隙形成的规律和隔水层稳定性规律是进行保税开采的基本工作。保水开采中需要注意一些关键性问题。防止渍水和保水开采具有本质上的区别，防止溃水主要是从安全的角度分析，保水开采必须重视开采工作后岩层的水文地质条件变化，西部的区域需要考察是否具有隔水层，地下水系和地表水系被破坏后是否快速恢复，隔水层是否可以再造，地下水的利用是水资源修复中必须重视的问题，是未来技术革新中需要考虑的课题。

3煤与瓦斯共采。想要在源头上解决瓦斯排放对于生态环境造成污染的问题，需要对于生成的瓦斯进行合理的利用，煤层气不仅是有害气体，同时也是一种洁净的能源。我国的煤层气储量比较丰富，在天然气资源中具有关键地位。煤层气是和天然气接近的一种资源，促进资源化，在技术方面考虑包括瓦斯和煤共采、采前先抽两种方式。煤层气的开发促进市场发展，近年来利用煤层气发电的技术发展越来越快，煤层气在其他领域也获得一定的进展，例如煤层气加压液化作为汽车的燃料，或是利用碳黑、甲醛、合成氨等。

4煤炭地下气化技术。所谓煤炭地下气化是在煤炭的赋存区域直接的得到可燃气体，将固态的矿物质在地下经过加工获得气态燃料，利用钻孔输送到地面，供给需求者。根据气化的原理分析发现，该种方式需要在地下建筑煤气发生炉，采用无井式气化、矿井式气化两种方式处理。加工燃烧后形成的灰渣或是其余的各种有害物质被直接的留在地下，降低地面沉降的可能，同时避免环境污染，对于煤层气经过净化后分离，最后得到洁净的氢能源，具有明显的环境效益。

三煤炭清洁利用技术

1洁净煤技术。洁净煤技术作为系统化的现代技术方式，对于煤炭展开深层的加工处理，让煤炭转变为气、油、电力的基础上，生成其余的工业产品或是化工产品，让部分的废弃物有效的资源化，降低温室气体的排放量，同时将化工合成、煤气化、发电等单元有效的结合，实现经济、洁净、高效、灵活的目标。发展洁净煤技术是未来煤炭行业发展的新形势，是落实可持续发展的技术手段。

2水煤浆技术。水煤浆主要由煤粉、水、化学添加剂构成。水煤浆能够替代传统的工业锅炉、工业窑炉、电站锅炉使用的燃料，为居民应用提供燃料。加工原料丰富，加工技术相对简单，性价比较高。水煤浆技术环保节能，是集中管理、设计、科研为一体化的系统化工程，是世界性能源工业发展中的关键进步。

总而言之，我国煤炭开采技术研究工作中考虑我国煤炭资源储量情况，结合国际的技术发展水平，深入的分析现有技术的优点和不足，向世界的先进技术学习，科研人员不断寻找新的方式和出路，深入探索和完善，多方面共同努力，促进煤炭开采技术进步，保证资源的合理利用，更好的为社会进步服务。

煤炭地下开采技术 第6篇

关键词：煤炭,硫,地下水,氧化物,酸性

我国用煤平均硫分1.72%, 煤炭资源中有20%原煤的总硫大于2%, 生产高硫煤的矿井已形成2亿多吨的生产规模。目前国家虽然控制非动力性高硫的开采, 但因其在能源中所占比重很大, 绝对数量还是相当可观。煤层开采对地下水影响主要是对浅层地下水的疏干和对水质污染, 对地下水的疏干影响已经有很多文章进行了阐述, 我在本文中主要针对煤矿中的硫对地下水水质污染的影响进行简析。

1 煤中硫的赋存形态

煤中各种形态的硫的总和称为煤的全硫 (St) 。煤中硫分, 按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。煤中的有机硫, 主要是以有机物形态存在于煤中的硫, 其结构复杂, 大体有以下官能团:硫醇或醚基化合物 (R-SH) ;噻吩类杂环硫化物, 如噻吩、苯骈噻吩;硫醌化合物类, 如对硫醌;硫醚类 (R-SR’) 或二硫醚硫 (R-S-S-R) ;硫蒽类等。

煤中无机硫, 是以无机物形态存在于煤中的硫。无机硫又分为硫化物硫、硫酸盐硫和单质硫。硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫 (FeS2) , 约占全煤硫的60%, 少部分为白铁矿硫 (FeS2) 和砷黄铁矿硫, 呈结核状、块状、层状或浸染状。还有少量的ZnS, PbS等。硫酸盐硫主要存在于石膏 (CaSO42H2O) 、绿矾 (FSO47H2O) 中。

2 反应机理

煤矿在采掘过程中, 硫的影响主要是硫铁矿氧化生成酸对地下水的pH值的影响, 特别是高硫煤矿, 随着开采期的延长, 硫对地下水pH的影响就越大, 其影响一般是长期的。煤矿开采破坏了硫铁矿其自身的氧化外膜, 特别是对体积大的呈结核状的硫铁矿同时增加了其比表面积, 使它较快的发生氧化, 反应的热化学方程式如下 (此反应有硫杆菌作催化剂) :

这个反应在标准状况下也可以自发进行。

3 硫对地下水环境的影响

3.1 影响方式

硫的氧化产生的酸性物质对地下水的影响主要是在开采后期或闭矿以后, 影响就会尤为突出。当煤矿开采时对地质环境影响可分为3种, 冒落带、裂隙带、整体移动带, 具有重要影响的是冒落带和裂隙带。由于井、巷道、采空区的出现, 加之采空区顶板塌陷, 增加了大量垂向张裂缝, 有的裂缝直通地表, 在地面形成地裂、地陷, 成为采空区以上各类含水层中地下水快速渗流的通道。不但疏干了煤系地层中的地下水, 也疏干了上覆松散岩系中的地下水, 同时也影响下伏奥陶系岩溶水的储水量及水质。

在矿压和水压作用下, 当底板有效隔水层厚度小于破坏厚度时, 如果水位高于煤层底板, 则会发生矿井突水, 造成淹井事故, 如果水位低于煤层底板, 则煤矿开采的积水有可能渗入下伏含水层, 对岩溶水造成污染。

3.2 影响分析

煤矿开采受影响的主要是对上覆各含水层的疏干, 增加含水层间的水力联系, 在水质有明显的地层中, 会造成对水质的污染, 影响地下水的使用;煤炭开采其本身产生的直接污染轻微, 主要是矿井水中COD, BOD和SS的影响, 并且该含量一般都小于相关排放标准。但是随着采期的延长, 废弃井巷的增多, 因井巷在开采过程中破坏了煤层边部岩石中硫化铁自身的氧化外膜, 极易发生氧化反应产生大量的酸, 封堵的越晚产生的越多, 从而在一定时期内, 井巷中的pH值能够达到3~4, 随着深层地下水开采水位的降低, 该污染水会通过裂隙带渗入地下水, 严重影响地下水的使用, 并且为深层地下水的正常使用埋下很深的隐患;同时, 因水的酸性增大, 这时煤矿围岩中有害金属元素如砷、镉、铅等在酸性条件下极易游离出来, 形成新的污染因素, 随着地下水的迁移, 影响面会逐渐扩大, 危害也就越大。例如, 山西省个别地区已经出现浅层地下水酸度明显超标的情况, 失去其饮用水功能。

4 防治措施

完全杜绝硫对地下水的影响, 按目前开采技术条件是不可能的, 可以通过以下几种方试减缓或是杜绝对地下水影响的结果。

首先, 消灭污染源, 即对高硫煤矿严禁开采, 这样就使煤层中硫不至于因开采受到影响, 没有源项和源强;其次, 开采低硫煤层时, 把围岩中富集的硫排出地表, 作为伴生矿综合利用;同时, 改长壁式开采方式为短壁开采, 改炮采为综采, 减少对围岩的影响并减少煤硫暴露在空气中的时间;再者, 及时封堵废弃井巷, 减少反应的过程。开采过程中采取措施严禁对下覆隔水层破坏, 并在构造带留足够长的保护煤柱, 防止因水力贯通对下伏地下水资源的影响。

5 结语

地下水资源具有再生期长, 污染治理难度大, 影响范围广的特点, 在煤炭开采增加国民经济收入的同时, 一定要密切关注对地下水资源的保护, 保护我们赖以生存的自然环境。减少开发活动产生的负面影响, 并且把影响控制在一定范围和程度之内。

参考文献

[1]彭亚飞.基坑施工中的地下水处理及工程应用[J].山西建筑, 2007, 33 (10) :177～178.