含水厚松散層淺埋煤層開采水沙災害防治技術

應用行業：礦山

技術領域：礦區環境治理

Ø 主要內容

采用工作面覆巖破壞運動規律的相似模擬實驗、工作面水沙潰流規律的相似模擬實驗、工作面礦壓觀測研究、理論分析和數值模擬研究淺埋特厚風積沙覆蓋層下開采頂板薄基巖破壞運動特征、研究和分析薄基巖頂板整體切落時特厚風積沙的潰流規律和研究和分析支護阻力與潰沙的關系，從而防止開采水沙災害的威脅。

Ø 技術要點

1. 通過模擬實驗研究認為大柳塔煤礦1203工作面合理采高4.0m不會有潰沙危險，涌進工作面的僅是潛水。研究確定安全采高4.0m被現場采用，并實現了安全開采。

2. 推導出組合關鍵層彈性模量、載荷和極限跨距計算公式。

3. 提出了組合關鍵層巖柱端角接觸面高度不低于5.0m時能有效地阻擋流沙潰入工作面的觀點，依此可判斷工作面開采時是否發生潰沙災害。

4. 富水特厚松散層煤層涌水潰沙程度還取決于含水層結構及空間配置：基巖頂面為砂礫石層含水層、上部為黃土層和松散沙層，不會發生潰沙災害；基巖頂面為黃土層、其上部為松散沙層含水層，黃土層有較好的隔水性能，突水潰沙事故發生的可能性較小；基巖頂面直接為沙層含水層，極易形成水沙俱下的嚴重災害。風積沙層下的第三系三趾馬紅土，是很好的隔水層，當粘土層能形成自穩結構時，則可防止富水風積沙向工作面潰流。

Ø 應用情況及前景

研究提出的開采是否發生潰沙的判斷公式揭示了組合關鍵層破壞運動與潰沙的關系以及受采高、直接頂厚度和松散層厚度等的影響因素。富水特厚松散層淺埋煤層開采將以課題研究的理論進行防水防沙設計，研究理論的應用保證了工作面安全，解放了西部大量水沙威脅的滯采煤炭。