[發明專利]一種潛水含水層水位水量協同控制的保水采煤方法

有效

• 申請號: 201611045182.X
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106640076B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 范立民
• 申請（專利權）人: 陜西省地質環境監測總站
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明涉及水文地質工程地質環境工程領域與采礦工程有一定的交叉，尤其涉及一種潛水含水層水位水量協同控制的保水采煤方法，包括如下步驟：先預測裂隙場對礦區潛水位埋深的影響分區；再對預測的潛水位消失區依據植被類型選擇保水方法；再預測預測的潛水位埋深變化區煤層全厚綜采沉降對潛水位埋深、埋深變化區煤層全厚綜采越流對潛水位埋深和煤層全厚綜采區域潛水含水層水均衡對潛水位埋深的影響，以及煤層全厚綜采區域水均衡對潛水位埋深的影響總量；再將潛水位埋深變化區域分為適生類、高水位類和低水位類；再對潛水位埋深變化區域不同的分類采取不同的保水采煤方法；煤炭每開采一年，重復步驟五到八。

【技術領域】

本發明涉及水文地質工程地質環境工程領域與采礦工程有一定的交叉，尤其涉及一種潛水含水層水位水量協同控制的保水采煤方法。

【背景技術】

我國西北地區煤炭儲量豐富、埋藏淺、煤質優越，但水資源整體匱乏、生態環境脆弱，煤炭開采造成水資源流失，生態環境退化，因此需要合理開采煤炭資源的同時保障生態環境不受顯著的影響。目前，保水采煤的方法有多種，總的說來有保水位和保水量兩大類，保水位的典型方法有：基于采動上行裂隙(導水裂隙帶)和下行裂隙發育規律的潛水位控制的保水采煤方法；保水量的典型方法有：地下水水庫儲水供水的保水采煤方法。保水量是不論采煤是否造成地下水進入采煤礦井，合理復用進入礦井水灌溉采煤影響區使得整個區域的水資源量減少有限甚至增加，來達到保水采煤的目的。保水位是以保護生態適生潛水位為目的，犧牲煤炭資源開發效率和回收率，采用降低煤炭開采高度或特殊的采煤方法來控制采煤引起的導水裂隙帶不發育到潛水含水層。

目前，保水采煤方法存在以下主要問題：

1)保水量的保水采煤方法，雖然灌溉會提高淺部土壤含水量，可以使得草本類植被生長不受根本性的影響，但喬木類等水量需求比較大，即時灌溉也會造成植被不可逆退化，該方法生態環境保護效果有限。

2)保水量的保水采煤方法，是先污染后治理的方法，雖然地下水進入礦井后經過處理水質可以達到標準，但是水質還是有明顯的變化，如礦化度、pH值等，長期、大規模的使用處理后的礦井水來灌溉、綠化會造成土壤質地變化、造成區域水環境變化，對生態長期影響不可忽略。

3)保水位的保水采煤方法，目前只關注煤炭開采造成的導水裂隙帶是否發育到潛水含水層，若溝通則認為潛水位消失，反之認為保水位成功。但實際上，造成潛水含水層水位變化的不僅僅是采煤伴生的裂隙場，還有采煤伴生的巖土層沉降、潛水層越流及區域地下水的水均衡變化，因此目前的保水位的保水采煤方法是不準確的。

4)保水位的保水采煤方法，雖然保住了水位，但有時候會造成區域可利用水資源量的下降，如采用保水位的保水采煤方法沒有大量潛水進入礦井，但潛水層下面的隔水層整體向下沉降，造成潛水埋深降低，潛水的蒸發量增加，變成無效的水資源，進而對區域的人類活動和生態旱季灌溉有所限制。

5)保水位的保水采煤方法，為了保住水位會對每個區域的煤炭開采厚度和方法進行大量的限定，這使得很多煤炭資源無法充分開采或開采成本提高，雖然保護了水資源和環境，但煤炭資源犧牲太大。

6)現有保水位的保水采煤方法中，對導水裂隙帶發育高度的預測只使用煤炭采厚一個影響因素(這是由于該方法為了通過保護層厚度留設來抵消越流產生的影響，進而方便計算才等效導水裂隙發育高度只與主要影響因素煤炭采厚一個因素相關)，但實際上導水裂隙帶發育高度影響因素較多，不能準確的預測導水裂隙帶發育高度使得現有的保水采煤分區保水時有模糊區或者過渡區存在，用該類保水位的保水采煤方法只能偏于保守而犧牲水資源或者煤炭資源。

【發明內容】

本發明為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種潛水含水層水位水量協同控制的保水采煤方法，該方法簡單易實施、對潛水位埋深的預測更準確、使得煤炭開采與生態保護相匹配，在保護生態環境的同時，最大可能開發煤炭資源，防止煤炭資源無法開采造成的浪費