煤层开采覆岩预裂–注浆改性失水控制方法探讨
2021-05-23赵春虎靳德武
煤田地质与勘探 2021年2期
赵春虎,王 皓,靳德武
(1.中国煤炭科工集团西安研究院有限公司,陕西 西安 710077;2.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西 西安 710077)
鄂尔多斯煤田近地表富水性好的松散孔隙介质含水层是具有重要生态价值的含水层[1],为矿区保水采煤的目标保护层[2]。由于煤层开采形成的采动裂隙发育至近地表的松散层,导致地下水沿采动裂隙进入采煤工作面,可能形成严重的顶板水害[3-4]问题,也加剧矿区水资源短缺及生态环境的负效应程度[5-6],如陕西黄陇煤田煤层顶板巨厚砂岩含水层涌水防治问题,陕北与神东能源基地榆神矿区三四期规划区、呼吉尔特矿区和台格庙矿区面临水源地保护与生态红线划定问题,因此,西部矿区煤层开采过程中顶板水害高效防治与地下水资源协同保护是煤炭可持续开发面临的现实需求[7]。
针对保水采煤问题,专家学者已开展了大量的生态水位保护、保水开采分区、绿色开采、煤地下水库等理论与技术方面的研究,已形成采煤工艺优化为主、抑制导水裂隙发育为目标的“分层[8]、限高[9]、条带[10]、充填[11-12]、并行[13]”等保水采煤工艺。行业学者开展“地下水库、转移存储”[14]等矿井水保护的工程实践。地下水沿煤层开采形成的导水裂隙进入采掘空间,是引起顶板含水层失水和形成水害的主要原因,采前调整采煤方法(如分层、限高、条带开采等),可以控制采动导水裂隙的发育高度,以保障隔水层的采动隔水能力[15],但将牺牲大量煤炭资源,采后调整采煤方法转移储存地下水资源(如修建地下水库等)无法实现覆岩含水层的原位保护。……
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