[发明专利]承压水体上控水采煤方法

说明书

本发明涉及煤炭开采技术领域，涉及承压水体上控水采煤方法，包括：对承压水体上采煤地质条件与水文地质条件进行探查；基于探查结果，构建承压水体上采煤的三维水文地质模型；在构建的模型中圈定底板突水弱面区；根据探查结果、构建的模型以及底板突水弱面区分布特征，进行底板突水危险性等级划分；根据底板突水危险性等级划分，对矿井采区和工作面进行避害设计；对待治理区域进行工程化治理。本发明能够解决现有技术水害防控不精准、效率低的问题，实现体系化、信息化、高效安全的水害防控目标，保障承压水体上开采的安全。提供了在承压水上精准探查、建模、评价、设计、开采的全过程，能够对底板矿压显现、承压含水层水情进行全过程精准监测。

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，特别是涉及一种承压水体上控水采煤方法。

背景技术

赋存和运动于煤层底板岩溶地层空间中的具有承压性质的水体叫做煤层底板岩溶承压水。它是以岩溶、裂隙和裂隙-岩溶三种方式存在的承压状态的水体，其特点是垂直分带性和水平不均一性。我国北方地区常见的有奥陶纪灰岩和石炭二叠纪薄层灰岩，南方煤层底板则发育茅口灰岩。对分布于承压含水体(层)之上，且开采水平在带压水位线以下的煤层的开采称之为承压水体上采煤。煤层底板的承压水在水压、矿压等因素的作用下，克服煤层和岩溶含水层之间相对隔水层的岩体强度及断层、节理等结构面的阻力，通过在底板岩体内形成的破坏面构成的导水通道，以突然的方式涌入工作面或巷道的现象叫底板涌(突)水。

我国原煤产量位居世界第一，煤炭占一次能源生产和消费结构中的66％左右，煤炭的安全生产对我国国民经济的健康有序发展极其重要。但是，我国煤矿水文地质条件整体上讲是十分复杂的，而且95％的煤矿属井工开采，开采历史悠久，水害类型多样，这些因素都给水害防治工作增加了很大的难度。最近二十年，煤炭工业发展迅猛，特别是综采、综放开采方法的普及，煤炭资源大规模、超强度、大采深开发，加剧了煤矿底板水害问题的复杂性。

开采实践表明，岩溶承压水率先从底板“弱面”开始突破，从而形成每分钟几方至上千方的涌水。这些“弱面”既可以是超薄的相对隔水层，也可以是断层、隐伏陷落柱等。我国煤矿底板岩溶水的突水频率日趋上升，突水水量日趋增大，造成的损失也日趋严重。因此，为适应煤炭生产的迅速发展，加强煤矿底板岩溶水的研究，具有十分重要的现实与深远意义。

然而，在目前现有的技术中通常会表现出下列缺点：

1)现有的“控水采煤”一般针对控制顶板涌水而言，顶板水控制的核心在于控制煤层采后形成的“导水裂缝带”高度。

2)目前，承压水体上开采底板水害的控制主要是采取几类措施：

勘探方面：进行常规地质和水文地质勘探，查明基本的水文地质条件。

水文方面：采取疏水降压、注浆加固煤层隔水层或改造含水层等措施；

开采设计方面：采取缩小工作面长度、充填开采等措施。

监测方面：粗略布置底板水的水文监测系统。

以上几个方面，往往是独立的，各自为战，没有统一成有机的整体，并非系统性的。

3)没有采用“精准开采”的科学思维，没有采用数字化水文地质体建模技术，没有实现对承压水体上采煤水量的精准控制。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的实施例提供了承压水体上控水采煤方法，以至少实现解决目前现有技术水害防控不精准、效率低的问题，实现了体系化、信息化、高效安全的水害防控目标，保障了承压水体上开采的安全。