煤矿防治水论文发表

煤矿防治水论文发表

随着超化煤矿开采水平的延深，煤层底板承受的水压不断增大，只有密切结合生产，开展高压水上开采技术研究，加强防治水专项科学技术研究，才能不断提高防治水技术水平和效率，保证煤矿安全生产。

在矿井当前生产的块断，即-100～-300m之间，地质构造相对简单，远离大型断裂构造，有利于进行必要的防治水技术研究，以便取得经验，推广应用于后续块断。根据超化煤矿矿井水文地质条件研究现状和矿井防治水需要，应尽快开展“超化煤矿高压水上综合防治水安全开采技术研究”。主要研究内容包括：

1）太原组薄层灰岩含水层的渗流场研究，包括含水层的富水性；含水层的渗流场分析；薄层灰岩水与奥陶系灰岩水的水力联系。目标是了解太原组薄层灰岩含水层的水文地质条件。

2）超化煤矿二1煤层底板隔水层阻水性能研究，包括底板隔水层有效厚度变化规律；底板隔水层的阻水系数确定；底板隔水层的强度分析。目标是确定隔水层的有效厚度及阻抗强度。

3）超化煤矿二1煤层底板突水机理研究，包括渗流场和应力场耦合作用（岩水耦合作用）；煤层底板应力场分析及其对底板岩体的破坏作用；底板突水机理的相似材料模拟。目标是建立底板突水模型。

4）超化矿深部采区煤层底板突水的预测和预防技术研究，包括煤层底板突水前兆的监测方法；煤层底板突水的预测预报方法；煤层底板突水的预防措施。目标是探索底板突水的预测预报和预防方法。

防治水专项技术研究最终目标是形成一套适合超化煤矿二1煤层开采的水害防治、探测及治理综合技术，确保矿井生产安全、高产、高效，并为矿井深部受水威胁煤炭资源开采形成水害防治综合配套技术，即矿井、采区和工作面水文地质条件探查配套技术；带（水）压安全开采和疏干降压综合配套技术；工作面底板突水监测和预报综合配套技术；注浆堵水以及改进开采方法，减少底板破坏综合配套技术。

如何做好整合煤矿的防治水工作，结合自己的工作经验，认为要做好一下几点：1、健全防治水机构，充实防治水专业技术人员，落实煤矿防治水安全责任制。防治水人员配置不全或技术力量薄弱，就没有能力实施防治水规划和年度防治水计划，基础工作做不到位也就谈不上开展防治水工作，所以一定要健全防治水机构，引进或招聘水文地质专业技术人员。另外要建立和完善水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查和治理制度、专业探放水制度、水患停产撤人制度等各项管理制度。配齐专用探放水设备，建立专门的探放水队伍。2、做好防治水规划和年度防治水计划的编制和落实。整合矿井要根据矿区水文地质特征和历年来发生的水害事故特点，综合分析水害威胁程度与防治难度，编制矿井防治水规划，在此基础上，结合自身矿井水害特征，编制年度防治水计划。矿井负责人要依照防治水规划和计划做好工作安排，确保人财物到位。技术负责人要根据矿井实际水害程度，提出具体的防治水实施方案，完善各级岗位责任制，以各项安全管理制度和措施为保证，抓好环节控制，严禁不探测行为，防止误探现象。3、加强培训和教育，提高水害防治意识和技能。通过培训树立煤矿防治水理念，增强防治水安全意识，掌握和识别水害预兆和治理措施等基本知识。凡涉及防治水工作的所有人员都必须参加培训，未培训以及培训不合格的不得上岗。对井下职工要进行防治水知识的全员培训，确保职工掌握必要的防治水知识，具备抵御水灾和紧急避险能力。提高专业技术人员的分析判断能力，做到水害综合分析、提前预测预报。要加强煤矿事故警示教育作用，认真分析每一起事故，深刻接受教训，举一反，要汲取煤矿水害事故的教训，开展警示教育活动，普及防治水知识、水害辨识知识和应急避险知识，让职工“用眼睛去观察、用心灵去感受、用头脑去思考、用行动去改变”，推动防治水工作，有效防范同类水害事故的发生。4、加强“雨季三防”工作。要成立雨季“三防”组织领导机构，组建抢险队伍，编制抢险预案，组织抢险演习，编排实施雨季“三防”工程计划，制定并严格落实雨季防治水措施，储备足够的防洪抢险物资，做到雨季“三防”领导机构、抢险队伍、抢险物资、抢险预案、工程计划、防治措施“六到位”。对矿井排水设备和供电设施进行一次全面检修和联合排水试验。对矿区河流、沟渠、积水坑、地面塌陷区、古井井口等渗漏水地段，采取堵漏或沟渠、河床改道等措施，严禁擅自提高煤层开采上限。受河流、山洪和滑坡威胁时，必须定时排查防洪堤坝、泄洪渠等措施，实行24小时值班和领导带班制度。加强与当地气象部门的联系，及时防范、科学果断处理汛期险情。每次降大到暴雨时和降雨后，矿井必须派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝，老窑陷落和岩溶塌陷等现象。如发现漏水情况，跟班领导干部和调度员要发出指令，立即停产撤人。5、加强现场管理和专项整治，认真落实探放水有关规定。整合煤矿要认真贯彻落实《煤矿防治水规定》，对受水害威胁的区域，要及时编制探放水设计，严格按设计进行探放水。必须坚决贯彻落实“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”，严禁在水文地质条件不清和掘前采前不探的情况下生产作业。通过建立探放水激励机制、验收制度和探放水钻孔工程量计件制度，充分调动区队职工的积极性，真正做到“物探先行、钻探验证、有掘必探、不探不进”，保证探放水钻孔质量满足防治水有关规定。坚持检查制度，对开掘区队不按设计和规程、措施进行探放水的，探水钻孔深度不符合要求的或探水超前距离小于规定的，跟班安监员有权要求停止作业并向上级报告；对已发现突水迹象或有可能发生突水的，要立即下达停止作业撤人指令，并向上级报告，由矿总工程师委派专门的防治水技术人员和队伍处理。在井下工作的掘进、采煤区队，没有跟班干部、安监员的当班工人有权不开工，压风、排水管路不到位的不能往前开掘，严禁“三违”现象的发生。要按照《煤矿安全规程》和《防治水规定》有关要求留足防隔水煤柱，严禁在各类防隔水煤柱中进行采掘活动。井下探放水必须使用专用探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。矿井要及时开展矿井水害隐患排查和治理，根据矿井充水条件分析，落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。6、加强矿井水文地质资料管理，严格地质报告审查。整合煤矿按照《防治水规定》有关要求完善各类防治水基础地质资料，编制矿井充水性图等有关图件，图件内容要真实可靠并实现数字化。建立矿井涌水量观测成果、气象资料等有关基础台帐，为防治水决策提供科学依据。煤矿水患防治具有长期性复杂性艰巨性，我们坚信，只要高度重视，科学管理，严格落实各项防治水规章制度，煤矿防治水安全一定能实现。

水害防治期刊投稿

（一）煤层底板高压灰岩水带压开采技术

对于华北型煤田，防范煤层底板水的主要方法是带水压安全开采。虽然深部高压水存在，若充分利用隔水层的防护作用，可消减部分水压值，在不进行或很少进行疏水降压的情况下将可实现带压开采。当矿井采煤工作面突水系数Ts大于0.06MPa/m时，应当采用降压疏干或（和）煤层底板注浆加固方法减小突水系数，以保证煤矿安全生产。

1.带压开采技术

与华北型煤田类似，郑煤集团各矿井二1煤开采应采用带压开采技术。所谓带压开采就是煤层底板受承压水威胁，充分利用煤层底板至承压含水层间隔水层性能，在不采取或在国家经济、技术条件许可情况下，采取某些技术措施后，实现安全采掘的一种综合性防治水技术。国内外对该技术曾做过大量研究，特别是近几年在我国进行了较为广泛而深入的研究，取得了显著成绩。

评价带压开采安全的标准是突水系数。20世纪60年代由煤炭工业组织的焦作会战提出的突水系数是

郑州煤矿区水害防治规划研究

式中：P——水压值（MPa）；

M——隔水层厚度（m）。

20世纪70年代煤炭科学研究总院西安分院和其他有关单位对上式所表示的突水系数进行了修正，提出以下突水系数公式：

郑州煤矿区水害防治规划研究

式中：Cp——采动后底板导水破坏深度（m），其他符号同前。

该公式1984年5月由煤炭工业部正式批准作为矿井水文地质规程防治底板突水的依据，并于1986年写入“煤矿防治水工作条例（试行）中”。

突水系数在以往的应用中取得了显著成效，解放了受水害威胁的大量煤炭资源，特别是在突水可能性分区上已有了较为明确的界限值，所以在评价郑煤集团各煤矿二1煤带压开采时，我们采用了煤炭科学研究总院西安分院提出的公式。

就整个华北型煤田而言，关于底板奥陶系灰岩突水可能性分区问题，可以考虑以下方案：

Ⅰ区：奥陶系灰岩承压水面以上的地区；

Ⅱ区：奥陶系灰岩承压水面以下，但突水系数Ts＜0.06MPa/m；

Ⅲ区：突水系数Ts介于0.06～0.15MPa/m的地区；

Ⅳ区：突水系数Ts＞0.15MPa/m的地区。

Ⅰ区不存在底板奥陶系灰岩突水问题；Ⅱ区为可能发生底板突水危险地区，应在加强矿井防治水工作的情况下进行带压开采；Ⅲ区发生底板突水危险较大，仅在构造简单的地段采取可靠安全技术措施后才可进行带压开采；Ⅳ区是发生底板突水最危险的地段，底板突水是不可避免的，只有在采取疏水降压把突水系数Ts减小到0.15MPa/m以下才能实施带压开采。

按照以上公式，我们初步计算了奥陶系灰岩含水层对二1煤层的突水系数。结果显示，本井田内存在突水系数超过临界突水系数，需要进行底板水防治和底板改造。

为了在本井田实施带压开采技术，必须做好以下工作：

1）把防治水工作的重点放在二1煤层顶板砂岩水和底板奥陶系灰岩水上，采用综合物探、化探和钻探等各种手段，查明陷落柱、断层和裂隙密集带等，以及固井质量差的废旧钻孔；并采用留设防水煤柱或底板加固等手段对地质异常体进行改造，做到采煤工作面底板不出水或不出大水，以节约排水费用，保护水资源和生态环境。

2）根据涌水量预测结果，适当加大矿井和采煤工作面排水能力，以防不测。

3）发展突水预测预报技术。实现突水预测预报的可视化和适时化，建立水害预警系统，推进矿井防治水信息系统集成。

4）在采掘过程中为防治底板出现灾害性突水，应坚持先探后掘、先探后采和先注浆后掘进、先注浆后回采的技术原则。为了节约工程量和保证安全，在采取钻探、物探、化探等综合手段时，应坚持物化探先行、钻探验证的技术方法，以杜绝采掘巷道误揭陷落柱和落差大的断层。

5）关于避灾路线和通讯联系。在有突水危险，尤其是有大危险突水的地区，安全畅通的避灾路线是保证不发生人员伤亡的有效途径。同时应具备畅通的通讯联系，以达到及时将井下的情况迅速报告和将调度命令传达到每一个井下工作人员的目的。

6）矿井防治水工作管理。煤矿设专门负责矿井防治水领导小组，配备探水钻和专职探水组。严格地讲没有征兆的突水是不存在的，所以每个生产班应设水情观测员负责水文地质资料收集和突水前兆观测。

2.中间指示层

为了研究奥陶系灰岩含水层与太原组薄层灰岩的水力联系，在带压开采工作面各布置了一个中间层地下水动态监测孔，本规划还要求在今后设计的每一个采面中，至少应布置一个中间层地下水动态监测孔。终孔层位在L1-4薄层灰岩底面。

3.煤层底板注浆加固改造

应根据物探及钻探探测结果，分析煤层底板的实际情况，对煤层底板存在垂向越导通道的区段，进行注浆加固，以防堵为主，确定注浆层位。注浆层位可以是奥陶系灰岩顶部含水层、薄层灰岩含水层和隔水层中的可注层位及构造薄弱带。目前焦作和肥城等大水矿区已成功地在九里山、韩王等多个矿区实施底板注浆加固改造，取得了巨大经济效益。

应对准备注浆加固的工作区编制专门设计方案，其中包括注浆层位、注浆孔布置、注浆方法、注浆系统和注浆工艺等。

4.疏干降压

疏干降压一般应在主要充水含水层（薄层灰岩含水层）中进行。可以采用疏干钻孔、疏干巷道等。对于郑煤集团各矿井，由于煤层下部的L7，L8灰岩处于煤层底板采动破坏带内，由于采动裂隙的存在，L7，L8灰岩水势必通过采动裂隙进入回采空间，增大工作面的涌水量，在个别富水区段还可能引起涌水量过大而影响生产，因此，应对L7，L8灰岩进行超前疏干降压，减少其对工作面回采的影响。准备实施疏干降压的矿井，应进行数值模拟计算，以确定疏干漏斗和疏干水量的变化。

疏干降压应编写专门设计，内容包括疏干降压工程布置，疏干降压计算结果以及疏干降压的安全措施等。

（二）顶板砂岩水控制技术

1.顶板砂岩富水性探测

由于在不同岩石所组成的地质体中，岩石的含水性对其相对电阻率有较大的影响，含水地层具有相对电阻率较低的物性特点，且含水程度的差异与地层电阻率的变化幅度相对应，所以，通常采用电磁探测技术测量地下地质体中的电性分布规律进而达到探查矿区导含水地质体的分布及其导含水条件。这种对地层电性参数的获取是三维地震等弹性探测方法所不能及的。

在工作面形成以前，应首先在地表进行瞬变电磁法勘探，探查顶板砂岩的富水性。

在采煤工作面形成后，直流电法在下巷中进行，而音频电穿透则需同时在上巷和下巷中进行。直流电法对地质异常体在垂向上的分布分辨比较清晰，而音频电穿透法对地质异常体的位置分辨比较清晰，因此两者结合可以取得满意的效果。

（1）音频电穿透法

音频电穿透法是利用电磁波在介质中传播时，其电流强度随介质层电阻率的大小而有规律变化的特征，进而计算出穿透各点的视电阻率相对关系，做出反映探测区域富水性强的等视电阻率平面等值线图，并可结合具体水文地质条件推断出顶底板含水体的性质、富水性大小、空间形态及分布范围，为防治水工作提供依据。该方法的主要用途如下：

1）采煤工作面底板下100m内富水区域探测；

2）采煤工作面顶板100m内富水范围探测；

3）工作面内老窑分布范围探测；

本规划选用这种方法探测井下工作面隐伏含水断层、破坏带和裂隙带空间位置及其赋水性变化。

（2）井下直流电法

井下直流电法主要用于巷道顶底板探查，工作面顶板探查和掘进堵头超前探测。具体解决以下问题。

1）巷道顶底板探查：①利用现有的巷道工作，探查深度可达100m，可探测含水层深度，局部富水体深度范围、导升高度及沿巷道方向分布宽度；②提供沿巷道方向垂向电阻率切片剖面，用于解释工作面巷道底板100m深度内的含水、导水体，潜在的突水通道、底板隔水厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度；③要求巷道内无大范围积水。

2）工作面顶底板探查：①改变工作方法利用巷道侧壁可以探测工作面内的隐伏含水构造；②利用多条巷道（上巷、下巷、切眼等）的数据进行立体成图——对工作面底板不同深度进行类似“CT”成像的断面、平面切片，分离出电法含水异常区域，得到视电阻率异常断面图、平面图，进行立体解释。

3）掘进堵头超前探查：①利用巷道超前探测使用三极空间交会探测法，可以预测堵头前方80m范围内存在的导、含水构造（断层、陷落柱、裂隙破碎带、老窑巷道），提供前方80m范围内岩石的视电阻率变化信息；②异常为相对异常，可以肯定解释正常区不会存在突水或出水的危险，解释的异常区不能肯定一定出水；③预测堵头的后方必须有不小于前方探测深度的施工空间；④智能傻瓜化资料处理，容易掌握使用。

2.采动三带的探测

煤层顶板采动三带的探测采用水文地质钻孔观测法和物探方法结合的探测方法。

（1）水文地质钻孔观测法

水文地质钻孔观测法的实质是在采空区地面布置一定数量的观测钻孔，在钻进过程中测定钻孔冲洗液的漏失量、钻孔水位变化，并记录各种异常现象，经综合分析确定垮落带和断裂带的最大高度及破坏特征。

1）观测内容和方法：①钻孔冲洗液漏失量观测。冲洗液漏失量是指钻进单位时间或单位进尺冲洗液的漏失量。通过对钻孔中冲洗液漏失量的观测，可以确定断裂带的顶点以及了解垮落带和断裂带内覆岩的破坏特征。冲洗液漏失量的测定方法有两种：一是使用流量表观测，另一种是测定水池中水量的变化。②钻孔水位观测。在钻孔冲洗液正常循环过程中以及冲洗液完全漏失前，应对钻孔中的水位变化进行观测，这也是确定断裂带顶点和覆岩破坏的重要标志。③钻孔冲洗液循环中断状况观测。此时应记录钻孔深度和钻孔冲洗液循环中断的时间。④记录钻进过程中的异常现象。在钻进过程中，及时记录掉钻、卡钻及钻具振动等异常现象，此外还应注意有无吸风或瓦斯涌出现象。

2）观测结果的分析整理。导水裂缝带高度主要是根据钻孔冲洗液消耗量和钻孔水位观测等结果加以确定，垮落带高度则主要是根据钻进异常现象加以确定。各观测钻孔一般均在第四系下套管止水后开始观测，一般可分为3种类型，其一是从某一孔深位置开始，钻孔冲洗液消耗量明显增大，孔内水位显著下降，而且向下钻进时继续保持这种趋势，直至钻孔冲洗液全部漏失，孔内水位很低或无水；其二则是从某一孔深位置开始，钻孔冲洗液突然全部漏失，孔内水位很低或无水；其三是导水裂缝带顶界以上的岩层程度不同地出现钻孔冲洗液全部漏失现象，甚至同时伴有孔内水位很低或无水现象。位于浅部区且岩柱尺寸较小的钻孔一般均属前两种类型，而位于深部区及岩柱尺寸较大的钻孔一般则属后一种类型。钻孔冲洗液法具有简单、易操作、可靠、实用、观测数据较能反映实际导水情况等优点，是获取冒落带和导水裂缝带高度及特征的基本方法。

i.裂隙带顶点的确定。有下列情况之一时，即可认为进入了裂缝带：①若岩体的原始渗透性较差，当钻孔的冲洗液漏失量显著增加，即大于1L/min或0.1L/s·m时；②钻孔水位显著降低，水位下降速度加快，甚至无水时；③岩心有纵向裂缝及轻微吸风现象时。

ii.垮落带顶点的确定。钻孔进入垮落带以前，冲洗液早已完全漏失，孔内无水。此时应根据钻进中的异常现象及岩心破碎情况来确定垮落带的顶点。

iii.垮落带和导水裂缝带高度的确定。垮落带和导水裂缝带的高度，分别等于钻孔孔口至煤层的垂直距离减去垮落带和裂缝带起始点的钻孔孔深。考虑到垮落带和裂缝带内覆岩的压缩量，因此有

H垮=H-h1+W

H导=H-h2+W

式中：H——钻孔孔口至煤层顶面的垂直距离（m）；

h1——垮落带起始点至钻孔孔口的垂直距离（m）；

h2——裂缝带起始点至钻孔孔口的垂直距离（m）；

W——垮落带和裂缝带内覆岩的压缩量，相当于打钻过程中地表点的下沉值（m）。

3）钻孔的孔位、孔径、孔数及施工时间。钻孔孔数一般以5个为宜，分布布置在采空区地面沿煤层走向和倾向主断面上，每个主断面上布置3个钻孔，其中一个位于两个主断面的交点上，钻孔位置应选在能获得垮落带和裂缝带的最大高度的地方，走向主断面上钻孔应位于距开切眼30～50m、距停采线20～30m的采空区内，倾向断面上采空区中央应布置一观测钻孔，其余两个钻孔应设在距回风巷和运输巷3～5m的采空区一侧地表。钻孔孔径一般为91mm。

（2）形变-电阻率探测法

1）基本原理。岩体的电阻率大小不仅取决于岩性，还与岩体中的裂隙大小、裂隙数量及充水程度密切相关。地下煤层采出后，上覆岩体遭受破坏，裂隙增多，阻碍了电流传导，导致电阻率增大。但若裂隙内充水，因水的导电性能优于岩体，电阻率便相应降低。因此，对比开采前后岩体电阻率的变化规律，就可探测出覆岩的破坏高度和破坏形态。

2）观测方法。首先，在某一固定点上测量岩体电阻率随深度的变化，以确定岩体的破坏高度。固定O点，对称地打入A1B1及M1N1电极，M1N1的距离一般可取为A1B1距离的1/30～1/3。通过测量电流及电位差，即可计算出探测高度为A1B1/2时的视电阻率ρs1。加大供电极距到A2B2，测量电极距按比例扩大至M2N2，获得探测深度为A2B2/2时的视电阻率ρs2。依此进行，即可得出视电阻率ρa随探测深度的变化曲线。实际上真正的探测深度H与供电极距AB具有如下关系：

郑州煤矿区水害防治规划研究

式中换算系数K因地而异，可依实测资料反演得出。

之后，固定某一探测深度H，测量岩体视电阻率ρa随某一剖面的变化。对比开采之后视电阻率的变化情况，则可确定出覆岩的破坏高度和沿某剖面覆岩的破坏形态。钻孔冲洗液消耗量观测法（简称为钻孔冲洗液法）是通过直接测定钻进过程中的钻孔冲洗液消耗量、钻孔水位、钻进速度、卡钻、掉钻、钻孔吸风、岩心观察及地质描述等资料来综合判定垮落带和导水裂缝带高度及其破坏特征的一种方法。

3.顶板砂岩水的预疏放

对顶板砂岩水进行预疏放为工作面回采大幅度降低水压，以防顶板冒落时大流量突水冲溃工作面，减少工作面涌水对回采的影响。一般采取两种形式：

1）顶板疏放钻孔。在用物探手段查明顶板富水区的前提下，为了减少顶板砂岩水对回采的影响，探明工作面顶板上方岩层赋水状况，对二1煤顶板上覆含水层进行预疏放，对顶板砂岩水提前疏水降压，降低由于顶板冒落引起顶板水集中涌入工作面的峰值强度，消除或减弱工作面回采时砂岩水对开采的威胁。在工作面上巷施工放水钻孔，将顶板砂岩水相对集中的涌水方式改为相对分散的、循序渐进的逐段放水方式。分析水文地质条件，调查矿井裂隙发育方向，提高单个钻孔放水效率，扩大放水区域，减少放水孔数量。为获得顶板砂岩资料，将放水钻孔水文地质条件探测分解消化于逐段放水之中。

2）疏水巷。当放水钻孔对顶板砂岩含水层疏放效果不理想时，可以在适当地段修建疏水巷道，该巷道应与顶板砂岩径流方向垂直，尽可能切穿顶板砂岩裂隙，以达到最佳的放水效果。通过疏水巷道对工作面顶板砂岩含水层的袭夺，形成以疏水巷道为中心的降落漏斗，达到减少工作面涌水的目的。

4.排水措施

由于煤层顶板主要为数百米的砂岩弱含水层，含水性虽然较弱，但存在局部强含水段。采用放顶煤工艺后，顶板破坏加大，导水裂隙发育向上延伸可达百米以上，上下沟通多个含水段。采煤后随着顶板垮落，上覆砂岩水多从老塘以老塘水形式涌出，老塘水受到堵塞时积聚，当压力升高超过临界值时突然涌出，危害严重，因此需考虑对涌水采取排水措施。

（1）采空区埋设花管

为了将采空区积水引出采空区，可预先在采空区每隔20m设置一根花管，沿下巷向上巷布置，花管长100m左右。将采空区水引至下巷排出。需要说明的是由于二1煤较软，因此并不能完全将涌水排除，该花管只能减少涌水在采空区的积聚，减小大量积水对工作面生产的危害。

（2）施工泄水巷

1）专用泄水巷。专用泄水巷在工作面下巷北侧，距离下巷约5m，在煤层底板下的细砂岩中修建，泄水巷涌水采用自流形式。每隔50m施工一条联络巷，或在低凹地段设置联络巷，将工作面涌水排除，这样可以在水量较大的情况下仍不影响生产。

2）施工双下巷。在距离工作面下巷约20m处再施工一条巷道，该巷道对工作面可以作为泄水巷，可以将工作面涌水排出，同时该巷道也可以作为相邻工作面的上巷。每隔50m设一条联络巷，以保证工作面涌水顺利进入泄水巷。缺点是增加了掘进巷道，同时增加了维护费用。

（一）顶板砂岩含水层富水特征

存在于砂岩中的裂隙是砂岩裂隙含水层主要的储水空间，裂隙发育密集程度决定了含水层的富水性，而岩性、构造以及岩层中的应力场等因素又控制裂隙的发育程度。探查砂岩含水层的富水特征，不同的地质构造形态对裂隙发育的影响有明显不同。一般在背斜、向斜和褶曲的转折端等变形强烈的部位裂隙发育，而在断层附近，上盘岩石破碎，裂隙密集，常伴有岩层牵引现象，经常形成一定规模的裂隙密集带，在断层的交叉处，裂隙更发育且形态和展布规律更复杂，更多的是几组断裂面交错发育；在断层的端点及两侧，岩层裂隙也发育。

煤层顶板砂岩的裂隙发育较原始状态更复杂。因为岩层除受到原始应力形成破裂外，还由于煤层开采的活动，对岩层中的应力场产生影响，引起裂隙发育程度、开闭合状态、裂隙规模和发育规律都发生变化；砂岩中含水特征和富水程度也随之改变，同时还改变了地下水流场。

总之，砂岩裂隙含水层富水的影响因素包括原有岩层裂隙发育情况，还包括采矿活动形成的应力场和渗流场变化带来的影响。本井田中采矿活动对顶板砂岩裂隙发育和含水特性的影响尤为严重，因为二1煤层属于软煤层，采动裂隙的发育高度达到数百米，沟通煤层顶板上的多个含水层，富水特征发生很大的改变。

（二）顶板砂岩水涌出机理

煤层上覆岩层中的隔水层是有效阻隔顶板水涌出的安全带，煤层开采后隔水层的隔水性能受到影响。当隔水层位于冒落带内时，其隔水性将完全被破坏，此时顶板中的含水层和上方水体中的水将全部涌入井下；隔水层位于裂缝带内时，其隔水性也被破坏，破坏的程度由导水裂缝带的下部向上部逐渐减弱，当含水层和上方水体位于导水裂缝带的下部时，含水层和上方水体中的水将全部涌入井下，位于导水裂缝带的上部时则会部分涌入井下；隔水层位于上覆岩层的弯曲带下部时，其隔水性可能受到微小影响，此时位于该范围内的顶板中的含水层和上方水体中的水将有少量涌入井下；隔水层位于覆岩弯曲带中部或上部时，其隔水性不受采动影响，顶板水不会对开采工作造成影响。

（三）顶板水涌出的基本因素

影响顶板水涌出的因素是多方面的，不仅与含水体本身的水体类型、特征、赋存条件有关，而且还与煤层顶板各隔水岩层的水文地质条件、地层结构及采矿地质条件有关。为了便于分析评价，量化各指标，主要考虑了以下几个方面的影响因素：

1）导水裂隙带高度：在含水层与开采煤层间距一定的条件下，顶板导水裂隙带高度的发育程度与顶板涌水量的大小有直接关系，若导水裂隙发育高度波及水体，则会引起矿井涌水量大增；若导水裂隙带未波及水体，但由于破坏了煤层上覆隔水层，使导水裂隙与透水层沟通，同样会增加矿井涌水量，此时顶板导水裂隙带是矿井顶板涌水的通道。若隔水层厚度较大，且埋藏于导水裂隙带上方的岩层并未被破坏，则导水裂隙带对矿井顶板涌水影响不大。

2）顶板隔水层强度：顶板隔水层强度取决于隔水层的厚度、岩石力学性质、交界面性质及其组合关系等，它是防止矿井涌水的重要指标，进行顶板隔水层强度研究对于有效地预防矿井顶板水至关重要。

3）上覆含水层的富水性：上覆含水层所含水量是矿井顶板涌水的物质基础。

4）水压：水压是矿井涌水的力源，水压对顶板涌水的作用主要表现在沿顶板裂隙进行软化、冲蚀、延扩通道。水压对构造薄弱带的突破、对突破口的形成和扩大起着重要的作用。

5）地质构造情况：由于断裂部位及褶曲轴部本身就是富水地段，若与含水层连通，则可使矿井涌水量大大增加。

（四）采动过程中水文地质特征

砂岩裂隙含水层水害的主要特点是通过断层、构造裂隙、采矿扰动裂隙或工作面顶板冒落带直接沟通含水层和矿坑，从而导致砂岩水突入矿井。砂岩裂隙型突水一般不同于岩溶水的突发性和溃入性，而往往呈现出小→大→小的突水过程，也就是说突水前期一般有先兆，突水后期水量会逐渐衰减，如图1-4所示。

图1-4 砂岩裂隙型突水典型水量过程示意图

随着工作面的推进，岩体裂隙自下而上逐步发展，对应于不同的工作面推进距离形成不同的裂隙网络分布。当工作面推进一定距离时，在采动应力作用下首先在强度较低的层面开裂，左右两侧的裂隙以层间开裂为中段，分别向采空区内侧和外侧扩展，形成S形断裂；随着工作面的进一步推进，原有的采动岩体裂隙网络发生了变化，扩展、闭合和张开，又叠加上新的采动裂隙，从而使采动岩体裂隙分布更趋复杂，当采掘工作结束且岩移基本稳定后，采空区中部离层基本闭合。

煤层及采场顶板属于孔隙-裂隙结构体，不同煤岩体其孔隙、裂隙的尺寸、结构形式及发育程度差别是很大的，同时孔隙和裂隙的扩张与闭合程度受采动及岩层的运动也很敏感。岩层在运动过程中，伴随着裂隙的生成和原有裂隙的闭合。根据弹塑性有限单元计算结果，按顶板岩层受到的拉、压性质，将顶板岩层受力分为双向拉应力区、双问压应力区和拉压应力区，顶板内应力分区如图1-5所示。

图1-5 顶板内应力分区示意图

1）双向拉应力区（Ⅰ）：位于采空区上方直接顶板岩层内。

2）双向压应力区（Ⅱ）：在采空区内，由于岩层被重新压实成为裂隙闭合区。工作面顶板内纵向破断裂隙随采场的推进而向前发展，离层间隙的分布也随采场推进首先扩张、然后被压实。

3）拉、压应力区（Ⅲ）：在工作面煤壁上、前方顶板内，岩层在垂直方向受到压应力、水平方向受到拉应力作用；在工作面上方，岩层有向采空区方向回转趋势受到拉应力作用，当岩体受到的拉应力达到或超过抗拉强度时岩体将断裂，因此采场上方顶板拉、压应力区成为纵向破断裂隙生成区。同时由于各岩层的刚度不同，软硬岩层间出现离层间隙，前者成为瓦斯升浮流动的良好通道，后者为瓦斯积聚提供了空间。

正是由于这些变化发展的纵、横向裂（间）隙的存在得以使煤体内的卸压瓦斯和工作面内的游离瓦斯提供了升浮通道和储存空间，为顶板瓦斯抽放及钻孔层位的布置提供了理论依据。

（五）冒落带导水裂隙发育高度计算

随着放顶煤工作面的推进，采空区上方岩层冒落裂隙带的高度也随之增大，当工作面推进一定距离后，冒落裂隙带高度不再向上发展，而是稳定在一定高度。裂隙带高度是影响岩层与地表移动和确定离层注浆位置的重要因素，对研究裂隙发育高度具有实际意义。

煤层采厚为M，岩层厚度为mi，从煤层上方第一岩层开始1，2，…，n1为冒落带，碎胀系数为Km，n1+1，…，n2为裂隙带，碎胀系数为Kl，n2+1…为离层或弯曲下沉带。裂隙带最上层n2+1岩层下方的自由空间高度可表示为H（n2+1）。

郑州煤矿区水害防治规划研究

郑州煤矿区水害防治规划研究

在放顶煤开采条件下，由于一次开采厚度较大使得冒落带的高度也较一般大，如果冒落岩石的碎胀系数Km一定，将使上述括号内第一项的值较一般大；在裂隙带中岩层断裂时的旋转角也较大，从而使断裂岩块之间形成的缝隙也较大；使裂隙带的岩石膨胀系数Kl较一般大，上述括号内第二项的值也增大；则使H（n2+1）的值变小，遏制了冒裂带高度向上发展。

对于采用放顶煤回采工艺，目前仍没有成熟的计算公式，按照其他矿区放顶煤的经验公式：

1）济宁二号井经验公式：

郑州煤矿区水害防治规划研究

式中：M——开采层厚度（m）。

当采厚为10m时，可计算得导水裂隙带高度为86.66m。

2）南屯煤矿经验公式：

郑州煤矿区水害防治规划研究

当采厚为10m时，可计算得冒落带高度为29.53m，裂隙带高度为56.62m，导水裂隙带高度为86.15m。

根据多个矿井的资料回归分析，放顶煤条件下的冒裂带高度与采厚关系可用下式表示：

郑州煤矿区水害防治规划研究

当采厚10m时，导水裂隙带高度为90m。

煤矿采矿论文发表

煤矿开采技术的进步和完善是采矿学发展的主题。下面我给大家分享煤矿开采技术论文，大家快来跟我一起欣赏吧。

浅议煤矿开采技术

[摘 要]我国煤炭资源储量丰富，据不完全统计，我国煤炭总储量在9000亿吨以上，含煤面积55万多平方千米，而且煤种齐全，我国一次性能量消费结构中，煤炭占75%以上。从煤中可以提取二百多种产品，因此煤炭工业发展的快慢，将直接关系到我国社会主义经济建设。煤矿开采技术的进步和完善是采矿学发展的主题。发展多层次、多样化的采煤工艺，具有重要的意义。

[关键词]煤矿 采煤工艺 控制技术 开采

中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2014)30-0130-01

1 简述矿井开采

矿井开拓通常以井筒的形式分为竖井开拓，斜井开拓，平硐开拓和综合开拓。采用合理的采矿方法是搞好矿井生产的关键。

竖井是一种从地面开掘以提供到达某一煤层或某几个煤层通道的垂直井。从一个煤层下掘到另一个煤层的竖井称盲井。在井下，开采出的煤倒入竖井旁侧位于煤层水平以下的煤仓中，再装入竖井箕斗从井下提升上来;斜井是用来开采非水平煤层或是从地面到达某一煤层或多煤层之间的一种倾斜巷道。斜井中装有用来运煤的带式输送机，人员和材料用轨道车辆运输;平硐是一种水平或接近水平的隧道，开掘于水平或倾斜煤层在地表露出处，常随着煤层开掘，它允许采用任何常规方法将煤从工作面连续运输到地面。

煤层在形成时，一般都是水平或者近水平的，在一定范围内是连续完整的。但是，伴随着地壳的运动，煤层的空间形态发生了变化，形成了单斜构造、褶皱构造和断裂构造等地质构造。采煤需要注意煤层的走向、倾向和倾角。

矿井开拓的主井和运输巷道等都需要长期支护，可以采用砌碹支护，架拱支护，架蓬支护，锚杆支护，锚喷支护，锚网喷支护，锚索支护，金属拱形支架支护，料石支护，钢筋混凝土支护或者几种支护形式并存形成联合支护。采掘工作面需要临时支护，通常采用的方式有打点柱、液压支柱支护、木支柱支护等。采煤一般都采用后退式采煤，边采边加强支护。

2 采煤方法

开发煤矿高效集约化生产技术手段，建设高产高效矿井。研究开发各种环境条件下的高效、可靠的采煤装备和工艺;简单、高效、可靠的生产系统和开采布局;生产过程监控与有效管理等相互适应的成套开采技术，以提高开采技术水平和机械化程度。

2.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层现代开采技术”

硬顶板控制技术。研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板处理技术，直接顶能随采随冒，提高顶煤回收利用率，基本顶能按照合理�距垮落，有利于顶煤破碎，保障工作面推进安全、顺利地进行。

硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支撑压力小的硬厚顶煤的迅速处理技术，包含高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，以提高顶煤回收利用率。顶煤冒放性差、块度大的综合开采成套设备技术，有利于顶煤破碎和顶板控制，同时有利于液压支架的放置，为布置输送机提供便利。

两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，采用合理的综放开采回采工艺、优化工序、缩减放煤时间，提高工作面的推进度，实现高效高产。

宽煤巷锚杆支护技术，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机的使用，从而有效提高工作面产能。

2.2 缓倾斜薄煤层的长壁开采

主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采术。

2.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采

应进一步加强完善支架结构及强度，加强防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)产高效指标的差距。

2.4 各种综采高产高效综采设备保障体系

要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架―围岩”系统、采掘运设备进行监控。进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断;采煤机在线与离线相结合的 “油-磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。

3 深矿井开采技术

深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;主要任务：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。

4 “三下”采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等，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开采系统和优化参数，发展沉降控制理论和关键技术;研究与应用各种充填技术和组合充填技术;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备等关键技术。

5 优化巷道布置，降低矸石排放

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，从而实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最佳匹配。

6 采场围岩控制技术

6.1 进一步完善采场围岩控制理论

用科学合理、优化高效的岩层控制技术来确保开采的安全、高效、低成本为目标，要通过总结经验，深入研究各种煤层地质及开采条件来实现。

6.2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术

目前，主要应用的是高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术， 由于这些技术工艺复杂、成本高，所以需要进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这一问题。

6.3 放顶煤开采岩层和支架――围岩相互作用机理

研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架――顶煤――直接顶――基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律，提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的路径。

6.4 支护质量与顶板动态监测技术

在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面，需要进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜的放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测，同时应不断完善现有的监测技术，发展智能化监测系统，改进监测仪表，使监测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。

6.5 冲击地压的预测和防治

通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理，进一步完善冲击性矿压显现监测系统，发展遥控测量和预报技术。

6.6 研究开发新型的支护设备

研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架，完善液压支架性能和快速移架系统。

7 小煤矿技术改造和机械化开采技术

对小煤矿进行合并重组，淘汰落后生产技术和生产设备，提高平均单井规模和技术水平，开发小型煤矿机械化、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。

总结，提高煤矿资源开采水平，充分利用资源，选择合理的采煤开拓方法，保障安全生产，提高企业效益。

参考文献

[1] 郭靖.煤矿开采技术[M].山西人民出版社.2010

[2] 戴绍诚.高产高效综合机械化采煤技术与装备[M].煤炭工业出版社 1998.

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1.中国公共卫生2.中华医院感染学杂志3. 中华流行病学杂志4.卫生研究 5.营养学报 6. 中华预防医学杂志7. 中华劳动卫生职业病杂志 8. 中华医院管理杂志9. 环境与健康杂志10. 工业卫生与职业病11. 中国卫生统计12. 中国工业医学杂志13. 中国职业医学 14. 环境与职业医学15.国外医学.卫生学分册 16.中国卫生经济 17. 毒理学杂志18. 中国计划生育学杂志 19.中国食品卫生杂志 20. 现代预防医学21.中国慢性病预防与控制22. 中国妇幼保健23. 中国学校卫生24.中国血吸虫病防治杂志 25.中国卫生事业管理26.生殖与避孕

学术堂为大家整理了两个水产渔业类论文投稿期刊供大家参考:1.国家级期刊推荐:《福建水产》《福建水产》(双月刊)创刊于1983年,《福建水产》创刊于1972年,是福建省海洋与渔业厅主管、福建省水产学会和福建省水产研究所主办的学术期刊.主要刊载海洋渔业生态与环境保护、水产资源、捕捞技术、水产增养殖、渔船和渔机、仪器、水产品加工与利用等方面的研究论文、综述和应用技术等,适时少量地刊载一些国家和省级相关的渔业产业政策与法规、专论等.主要读者对象是水产科技、教育工作者,各级水产行政领导、基层干部和水产专业户等.一贯秉承科学、严谨、公正、客观、宁少勿滥的办刊原则,及时地报道了我省海洋、渔业界的新成果与新技术,经过近40年的出版发行,形成了自己的办刊特色即保持注重学术性又兼顾实用技术,这在我国海洋与渔业界省级刊物中已不多见,受到了各级读者的好评.在我国海洋、水产界享有较高的声誉和相当的影响力;是中国科技期刊数据、中国期刊全国数据库、《中国水产文摘》、《中国学术期刊(光盘版)》、万方数据--数字化期刊、维普中文期刊等国内外众多科技期刊数据库的收录期刊.2.CSCD核心北大核心双核心期刊推荐:《水产科学》《水产科学》现已被美国《化学文摘》、《剑桥科学文摘》、《乌利希期刊指南》,俄罗斯《文摘杂志》,英国《动物学记录》、《食品科技文摘》、《农业与生物科学研究中心文摘》,波兰《哥白尼索引》,日本科学技术振兴机构文献数据库,中国科学引文(遴选)数据库、中国学术期刊综合评价数据库、《中国学术期刊(光盘版)》、中国期刊网和万方数字化期刊群、中文科技期刊数据库、中文科技期刊精品数据库、台湾华艺数据库、中国生物学数据库收录.杂志主要刊载渔业资源、海淡水捕捞、水产养殖与增殖、水产生物病害及防治、水产饲料与营养、水产品保鲜与加工综合利用及水产基础科学等方面研究的新进展、新技术、新方法等.读者对象为水产科技工作者,大中专院校水产、生物、环保等专业师生,渔业行政、事业和企业单位有关管理和技术人员及广大知识渔民.获奖情况:中文水产渔业类核心期刊,全国农业系统期刊,全国水产优秀期刊,辽宁省一级期刊,2003年获中国水产学会科普作品三等奖、2004年获优秀农业期刊编号.

近两年投稿了8篇论文，总计投稿过上海农业学报、江苏农业科学、南方农业、中国油料作物学报、中国农业科学、江苏农业学报、浙江农业学报、植物保护、植物遗传资源学报、中国生物防治学报、种子、西北农林科技大学（自然科学版）、云南农业大学学报（自然科学版）等13个农业类期刊，经历秒退、退修无数次、最后论文改得完全变样、小修后直接收录等事件，写论文过程中没有总结出太多经验，投稿过程中倒是有了一些小体会： 如果时间充裕，论文质量还不错，可以先从CSCD里学术水平较高的期刊投起，一般会得到两个结果：一是秒退，二是一段时间后给你退稿意见。脸皮要厚，不能惧怕秒退，退了再改投其它期刊，有些期刊的编辑很认真负责，他们虽然会退稿但同时会提出很多宝贵意见。比如我将一篇刚开始很粗糙的论文投到《中国农业科学》，几分钟后就收到退稿邮件，动作之迅速，让我惊叹，真的是毫不留情啊！不过想到它代表国内农业期刊中的老大哥，收稿量巨大、稿件要求高、目光犀利，一眼就能看穿你的论文水平，秒拒也是严谨负责、工作高效的表现。后来我又投到《中国油料作物学报》，此期刊的审稿老师很负责任，为我仔细修改了论文，摘要、图表等地方表达不妥之处均作了详细标注和修改，尤其是摘要等地的措辞修改后一下子上了一个档次，为我接下来投下一个期刊打下了基础。在投稿到《植物保护》等期刊时也收到很多宝贵意见，非常感谢众多期刊背后辛勤付出的审稿老师。所以，投学术水平高点的期刊，万一遇到热心审稿老师为你把关的话，你的论文水平会改进不少呢。 投稿时遇到了两次假的投稿平台，都是在百度上搜索期刊网址，筛选后投了稿子，然后一两个月都没有消息，后来再从这个网址进去的时候已经关闭页面了。其中一个是投稿《江苏农业学报》，投稿后很久没有消息，于是在网上查了编辑部的电话，然后才得知他们换了网址，我投错平台了。所以，投稿后如果没有收到收稿信息，那么要尽早打电话确认编辑部是否已经收到稿件，避免耽误宝贵的论文发表时间。因为论文写好后的近期修改，很多数据、观点都还记得，拖得时间越长，数据分析等细节都会遗忘，再改起来会很吃力。还有一个是投稿《种子》期刊，在贵州种子管理站看到投稿链接，投稿后得到一个文章编号，但是没有收到确认消息，投稿后一个月网址居然打不开了，后来在贵州同学处问到《种子》编辑部的电话和投稿方式，才顺利投稿。所以，如果投稿后没有收到编辑部发来的收稿邮件，那么得确认是否投错稿件了，避免像我一样傻等耽误时间。 投稿论文要想投CSCD以上的期刊，必须使用国际单位，尤其是亩产等单位要避免，在一开始分析处理数据的时候就将单位换算过来，避免论文投出去后再修改工作量太大，要修改正文和表中的各处数据，也要重新做图，相当于一切重来了。 一篇文章投稿到《西南农业学报》上的办事点负责人手中后，一直没有收到编辑部任何修改或者退稿消息，期间催问过多次负责人，都说已经接收让我静待编辑排版，等了一年多后实在忍不住了，打电话问编辑部，编辑部说没有收到文章，让我从网络投稿平台重新投稿，后来居然收到改投增刊的消息。追问编辑部设立办事点的意义，也无人回答。就这样，《西南农业学报》的投稿之旅完美结束了，以后绕行。可悲的是这篇已完稿一年半的论文仍在漫漫投稿旅程中，何时或者能否达到目的地还是未知数，因为修改现在对我来说也是很头疼的事情，许多数据分析方法早都不记得了。 投稿到影响因子较低的非核心期刊，不需较多修改，也无需很长时间就可以收到收稿通知，如果试验数据确实含金量不高，或者项目结题急需，那投稿到这些期刊可以快速搞定一篇论文。但是若想投稿到质量较高的期刊，根据我的经历投稿到中文核心《江苏农业科学》、CSCD《上海农业学报》是个不错的选择，后者不需要参考文献的英文标注，前者除了文章题目、摘要和关键词，其余地方均不需要英文，光少了参考文献的英文标注就能降低至少一天的工作量。不过，今后期刊的投稿要求肯定会趋于一致，大多数期刊会像《中国农业科学》等期刊一样高要求、严标准，所以要提前做到心中有数，论文行文格式等按照最高标准来，紧跟趋势走，习惯后自然会提高写作效率。