刘建功,赵利涛

(1．冀中能源集团有限责任公司,河北邢台 054000;2．河北煤炭科学研究院,河北邢台 054000;3．国家能源充填采煤技术重点实验室,河北邢台 054000)

基于充填采煤的保水开采理论与实践应用

刘建功1,2,3,赵利涛2,3

(1．冀中能源集团有限责任公司,河北邢台 054000;2．河北煤炭科学研究院,河北邢台 054000;3．国家能源充填采煤技术重点实验室,河北邢台 054000)

针对煤矿开采导致矿区水资源环境破坏的严重问题,根据矿区顶板含水层赋存特征,提出基于充填采煤的保水开采理论和技术。运用充填采煤顶板运移规律和控制机理,构建了充填采煤顶板含水层稳定性的力学模型,并得出了顶板含水层稳定性的边界条件,运用相似模拟试验分析验证了充填采煤对顶板含水层的保护机理及作用。研究结果表明：顶板稳定隔水层下沉量包括充前顶板下沉量、充后顶板下沉量和直接顶岩体特性下沉量,其破断的边界条件为hb≤Hb;随着密实充填率的增大,顶板稳定隔水层下沉量减小。通过对邢台煤矿充填工作面现场实测进行分析,发现应将充填体的密实充填率提高到68%以上,才能保证顶板含水层的完整性。

保水开采;充填采煤;含水层;密实充填率

水是人类赖以生存和发展的重要资源。当前,水资源生态体系随大环境的变化已经显得十分脆弱,保持水资源现有状况日益困难。水资源生态体系的破坏往往是不可逆的,而且易朝着不利于人类利用的方向发展,因此,有必要采取技术手段维护水资源生态体系的良性循环。……