[發(fā)明專利]一種保水開采方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210134202.6
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102865081A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧大釗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國神華能源股份有限公司;中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: E21C41/28
• 分類號: E21C41/28
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;金璽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含水層地質(zhì)開采技術(shù)，尤其涉及一種保水開采方法。

背景技術(shù)

有些煤炭資源賦存豐富區(qū)域的地表生態(tài)環(huán)境十分脆弱，而位于淺埋煤層附近的潛水因受采動影響而極易流失，進(jìn)而會導(dǎo)致環(huán)境的進(jìn)一步惡化，所以，保水開采是生態(tài)脆弱區(qū)煤層開發(fā)的關(guān)鍵性保障技術(shù)。

研究認(rèn)為：淺部煤層的開采使其頂板破斷直接影響到地表，頂板破斷角大，地表下沉速度快，來壓明顯且難以控制。但在礦業(yè)開采水資源保護(hù)方面，研究成果特別很少，迄今還沒有明確提出與保水開采相關(guān)的采礦理念和開采方法。

傳統(tǒng)的開采方法，基本上是“先采后治”，甚至“采后不治”，沒有考慮到開采引起的地質(zhì)環(huán)境變化及其對人類的不良影響或危害，使得土地荒漠化的趨勢呈直線上升；對水資源造成極大的負(fù)面影響和破壞。在現(xiàn)代開采技術(shù)下礦區(qū)地下水系統(tǒng)發(fā)生了劇烈的變化，地下水資源量也發(fā)生了明顯的變化；因此開采后產(chǎn)生了如地下水水位大幅度下降、地表河流流量衰竭、地表生態(tài)環(huán)境破壞等一系列環(huán)境水文地質(zhì)問題。

以往在煤炭開采以前，未能準(zhǔn)確地探測其內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造并掌握煤厚變化及上覆巖層結(jié)構(gòu)條件，因此煤炭開采會導(dǎo)致水資源和生態(tài)環(huán)境破壞。因此，制定生態(tài)脆弱區(qū)保水開采方法對于煤炭資源大規(guī)模高強度開發(fā)是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種針對地表生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)進(jìn)行淺埋煤層開采的保水開采方法。

本發(fā)明提供的保水開采方法包括以下步驟：a.對開采區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘察，以獲取地質(zhì)參數(shù)；b.根據(jù)所述地質(zhì)參數(shù)，計算保水開采條件參數(shù)；c.根據(jù)所述地質(zhì)參數(shù)，計算地下水分布趨勢數(shù)據(jù)；d.根據(jù)保水開采條件參數(shù)和地下水分布趨勢數(shù)據(jù)，確定開采區(qū)中各區(qū)塊的開采順序；e.根據(jù)保水開采條件參數(shù)和地下水分布趨勢數(shù)據(jù)，確定每個區(qū)塊中各工作面的開采順序。

優(yōu)選地，所述地質(zhì)參數(shù)包括含水層厚度、滲透系數(shù)、單位涌水量、含水層壓力、巖性組合、保護(hù)層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，保水開采條件參數(shù)為保水危險系數(shù)，保水危險系數(shù)通過下式計算：

T_s＝P/H

式中：T_S-保水危險系數(shù)，單位是MPa/m；

??????P-含水層水壓，單位是MPa；

??????H-有效保護(hù)層厚度，m。

優(yōu)選地，步驟c包括：根據(jù)保水開采條件參數(shù)，按照保水開采條件的優(yōu)劣，優(yōu)先開采保水開采條件更好的區(qū)塊；對于開采保水開采條件相同的區(qū)塊，優(yōu)先開采地下水分布趨勢變化更小的區(qū)塊。更優(yōu)選地，按照保水危險系數(shù)的大小，優(yōu)先開采保水危險系數(shù)更小的區(qū)塊；對于保水危險系數(shù)相同或保水危險系數(shù)差值小于閾值的區(qū)塊，優(yōu)先開采地下水分布趨勢變化更小的區(qū)塊。

優(yōu)選地，步驟e包括：根據(jù)保水開采條件參數(shù)，按照保水開采條件的優(yōu)劣，優(yōu)先開采保水開采條件更好的工作面；對于開采保水開采條件相同的工作面，優(yōu)先開采地下水分布趨勢變化更小的工作面。更優(yōu)選地，按照保水危險系數(shù)的大小，優(yōu)先開采保水危險系數(shù)更小的工作面；對于保水危險系數(shù)相同或保水危險系數(shù)差值小于閾值的工作面，優(yōu)先開采地下水分布趨勢變化更小的工作面。

優(yōu)選地，通過對水量平衡計算得出地下水分布趨勢數(shù)據(jù)，表示水量平衡的連續(xù)性方程為：

Qi=SsΔhΔtΔV]]>

式中：

Q_i——單位時間內(nèi)進(jìn)入單元的水量(m³/t)；

S_s——貯水系數(shù)(l/m)；

ΔV——單元的體積(m³)

Δh——時間Δt水位變化量(m)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的保水開采方法，能準(zhǔn)確地探查開采區(qū)的地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，掌握煤厚變化及上覆巖層結(jié)構(gòu)等情況，針對不同地質(zhì)條件采取不同的開采方式與開采參數(shù)，從而減小煤炭開采對地下水資源和生態(tài)環(huán)境的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種具體實施方式的保水開采方法的流程圖；

圖2是采用本發(fā)明一種具體實施方式的保水開采方法的實施現(xiàn)場示意圖；