论我国煤矿防治水中的新问题.ppt

论我国煤矿水害现状及防治对策 王经明 刘其声 董书宁 煤炭科学研究总院西安分院 主要内容 1 引言2 我国煤矿水害的严重性3 我国煤矿面临的新的主要水文地质问题4 我国煤矿防治水的新技术5 高产高效煤矿对防治水新技术的需求6 结束语 1 引言 70年代 底板试验 发现了导升现象 提出了突水系数的评价指标80年代 底板观测 发现了采矿对断层的扰动和底板突水前兆90年代 底板测试 发现了递进导升现象 提出递进导升的突水理论大采高 放顶煤开采和高承压 大采深引发新的水文地质问题 对防治水技术提出了新的更高的要求 2 我国煤矿水害的严重性 2000 2002我国煤矿灾害统计表 2 我国煤矿水害的严重性 过去20年 220多个 次矿井 水平 被淹 死亡8000多人 经济损失300多亿元2002年煤矿水害86起 死亡408人2003年截止到10月 煤矿致死人命的水灾70起 淹井和采区各一次 死亡404人 较前一年同期增加19 6 2 我国煤矿水害的严重性 1 水灾死亡事故逐年上升 2002年单次水害平均死亡4 74人 2003年死亡5 77 上升了21 2 水害损失越来越严重 80年代淹井损失数以千万元计 90年代淹井数以亿元计 目前的淹井则数以十亿元计 3 小煤窑水害死亡严重 2003年煤矿特大水害13起 死亡214人 其中小煤矿8起 死亡136人 占65 4 新建矿井水害严重 5 行政管理到位 研究经费不足 6 防治水技术手段不能满足新的生产要求 3 我国煤矿面临的新的主要水文地质问题 1 大深度高承压开采产生的新的突水通道 深部开拓 高压水上开采 隐伏通道导升高度大成为突水主要原因之一陷落柱突水 水压变大陷落柱的导水性增强V K I I0 可以看出突水原因之一地热异常问题矿区 峰峰 禹州 淄博 皖北 淮北 郑州 永夏 焦作 新汶 肥城 开滦 北京等 3 我国煤矿面临的新的主要水文地质问题 2 大采高和放顶煤开采产生的超大顶底板破坏有支护的综采高度达5m放顶煤开采高度达20m 顶板导水裂隙带远大于分层开采问题矿区 长武 黄龙 东胜 淮南 淮北 鹤岗 底板的破坏深度远大于分层开采问题矿区 峰峰 兖州 皖北 禹州 永夏 太原东山 3 我国煤矿面临的新的主要水文地质问题 3 干旱地区的保水采煤 煤炭开发重心西移 毛乌素沙地外围开发 干旱半干旱地区年降水量250 450mm 窟野河 榆溪河流域泉47处 Q 10L s 大泉11处 Q 100L s 泉域的下面侏罗系煤系 深度小于60m 几个突水案例 3 我国煤矿面临的新的主要水文地质问题 4 湖海下采煤防水的煤岩柱 兖州 微山湖下采煤龙口 渤海下采煤 4 我国煤矿防治水的新技术 1 探测技术音频电透 富水异常区瞬变电磁法 TEM 富水异常区地震探查 陷落柱钻孔雷达透视 断裂带 溶洞等原位应力探测 应力异常区 4 我国煤矿防治水的新技术 2 监测技术监测指标 应力 应变 水温 水压和弹性波速突水预测 根据底板承压水递进导升的突水机理 通过模拟计算实现 应用矿区 澄合 韩城 淮北 皖北 肥城 4 我国煤矿防治水的新技术 3 仿真技术和信息技术仿真技术 数值模拟 可视化技术过程 理论计算 实测数据 调整参数 逼近真情 模拟开采 应力场 渗流场计算 预测预报突水 应用矿区 澄合 韩城 淮北 皖北 肥城信息技术 地理信息系统 试验性的应用阶段 5 高产高效煤矿对防治水新技术的需求 对探测技术的要求初始导升高度和导水裂隙带探测电极电位 瞬变电磁 音频电透 钻孔雷达的局限性弹性波透视法 化探方法的可行性对陷落柱的探测 地震资料的动态解译 5 高产高效煤矿对防治水新技术的需求 对水害预警技术的要求底板突水监测系统的局限性 单点 二维 不能处理任意产状的不连续面 限于煤层底板突水监测和预测 不能监测和预报陷落柱和老塘的突水水害预警系统 三维 可任意产状的不连续面问题 增加了冲击水压效应 专家判定系统 预警级别划分 位移 水的特征离子监测 多点监测 陷落柱突水和老塘突水 远程多终端监控 结束语 1 我国煤矿的水文地质问题依然严重2 新的采煤