[發明專利]海下綜采放頂這種采煤方法

有效

• 申請號: 201110460744.8
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102900440A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 常穎;孟凡和;陳佩佩;丁秀凱;包政禮
• 申請（專利權）人: 龍口礦業集團有限公司
• 主分類號: E21C50/00
• 分類號: E21C50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及海下綜采放頂這種采煤方法。

背景技術

綜采放頂煤采煤方法由于采高較大，造成頂板裂隙帶高度升高，頂板運動劇烈，極易引起煤層上方巖層的大變形，故受到海水的威脅程度升高。所以國際上有海下采煤經驗的英國、澳大利亞、日本、加拿大與智利，采煤方法多為房柱式部分開采，極少數用長壁綜采，但從未有綜采放頂煤實踐，由此導致目前的海下采煤技術存在著資源開采率低、資源浪費大、開采成本高，安全保障不夠到位等問題，造成海底煤礦資源的極大浪費。

發明內容

本發明目的在于提供一種可使海底煤礦資源的開采率得到進一步提高，讓海底煤礦資源被充分利用，避免造成資源浪費，并可增加企業的經濟效率，明顯地降低企業的生產成本，具有更高的安全性能的實施海下綜采放頂煤采煤方法的安全采煤關鍵技術。

本發明的實施海下綜采放頂煤采煤方法的安全采煤關鍵技術，包括四個關鍵技術、一個保障體系和一個評價體系，四個關鍵技術是：海下開采覆巖運動規律的預測與監測關鍵技術、導水裂隙帶預測與監測關鍵技術、頂板透水預測與防控水技術、海域水文地質信息動態監測、分析與預報技術；一個保障體系為：海下安全開采保障體系；一個評價體系為：海下安全開采的評價體系；

所述海下開采覆巖運動規律的預測與監測關鍵技術，是針對海域內三軟煤層，用海水的動態加載作用，利用計算機數值模擬、物理相似材料模擬與現場實驗分析相結合進行推演，得到海下開采覆巖頂板來壓步距、來壓速度、采動影響覆巖破壞范圍、覆巖內導水巖層高度等參數，由此確定采煤工作面支架的型號、巷道的支護參數；

所述導水裂隙帶預測與監測關鍵技術，采用覆巖運動、透水優勢面、導水裂隙帶等多種預測方法預測導水裂隙帶，并利用“雙端堵水導高觀測技術”來監測頂板水的滲透情況；

所述頂板透水預測與防控水技術，是依據底板突水優勢面理論，提出海下開采“透水優勢面”的理論，并利用該理論對海域內開采容易發生的透水點進行預測與預計，為監測透水優勢南的海水滲入狀態，采用定位鉆探、定點水壓、水位與水離子監測的方法；

所述海域水文地質信息動態監測、分析與預報技術，是通過對海水和主要含水層水的混合配比試驗和預警閾值的監測，確立以Na⁺、Cl^-離子為主要監測對象來在線實時監控海水滲入，建立基于Na⁺、Cl^-離子為主要監測體系的實時自動在線水情、水質監測系統，隨著監測點處海水比例的增加，Cl-和SO42-含量顯著增加，變化趨勢比其他離子明顯的多，因此在陰離子中可以選擇Cl-和SO42-作為特征離子進行監測，根據其離子含量的變化進行預警，當離子含量的增加幅度≤10％時，表明礦井處于安全狀態，可以正常工作；當離子含量的增加幅度為10-30％時，表明礦井處于戒備狀態，需要加強觀測分析，當離子含量的增加幅度為30-50％時，表明礦井處于緊急戒備狀態，需要密切關注，準備救援，當離子含量的增加幅度為≥50％時，表明礦井處于危險報警，應緊急救援；

所述海下安全開采保障體系，是建立海下安全開采災害預警與應急預案、海下安全開采防災害性潰水工程設施、海下安全開采綜合監控技術、安全生產監測監控系統與基于WEBGIS的海下安全開采災害預警及應急預案六大系統，明確、全面地對海下礦井進行系統的監控；

所述海下安全開采的評價體系，是指建立了基于3個二級目標、18個三級目標的安全評價體系，該體系使用層次分析的方法，建立評價指標和模型；

還包括采用石油系統海上三維地震勘探技術和設備對海域煤田進行精準探測，即利用區內已有鉆探資料制作人工合成地震記錄，參考以往地震剖面所確定的波組與地層的對應關系，設計海域內地震波傳輸模型，綜合判定地震反射層的地質意義，在波組對比中，蠶蛹強相位對比、波組對比、縱剖面對比與任意剖面對比以及水平切片對比等相結合的做法，以保證層位對比的可靠性。

本發明的實施海下綜采放頂煤采煤方法的安全采煤關鍵技術，其中所述實施海下綜采放頂煤采煤方法的安全采煤關鍵技術適用于綜采放頂煤采煤方法。