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洪益青;祁和刚;丁湘;王洋;许霞
【摘 要】针对深部侏罗纪煤田特殊的水文地质条件、水害防控技术现状与形势,系统分析了蒙陕矿区深部侏罗系煤层开采在防治水理论探索、矿井水文地质条件研究、水情水害预测预报、充水规律与致灾模式探究以及顶板水害防控技术体系建设等方面取得的新进展和创新性成果,指出了现阶段面临的新问题和新挑战,探讨展望了深部侏罗纪煤田顶板水害防控由事故处置向超前治理、局部治理向区域治理、突水灾害预防向矿井水综合治理、单一水害防治向水害与强矿压复合灾害协同治理转变的发展前景和尚需突破的关键技术.%In allusion to Jurassic coalfield deep part special hydrogeological conditions,water hazard control technology status quo and circumstances,systematically analyzed Inner Mongolia and Shaanxi mining areas Jurassic coalfield deep part coal exploitation new pro-gress made and innovative achievements on aspects of water control theoretical exploration,mine hydrogeological condition study,water regime and water hazard prediction,water filling pattern and disaster mode exploration and roof water hazard control technological sys-tem construction,pointed out present stage faced new problems and new challenges. Discussed and prospected Jurassic coalfield deep part roof water hazard control transformed from accident disposal to advanced governance; local treatment to regional treatment; water bursting hazard precaution to mine water comprehensive control;single water hazard control to synergistic control for complex hazards under strong mine pressure etc.,their development prospect and key technologies need to be breakthrough.
【期刊名称】《中国煤炭地质》
【年(卷),期】2017(029)012
【总页数】5页(P55-58,62)
【关键词】沉积环境与富水性;水害预测预报;充水规律与模式;研究进展;发展趋势 【作 者】洪益青;祁和刚;丁湘;王洋;许霞
虚拟课堂【作者单位】中国中煤能源集团有限公司,北京 100120;中国中煤能源集团有限公司,北京 1
00120;中煤能源研究院有限责任公司,西安 710054;中煤能源研究院有限责任公司,西安 710054;中煤地质工程总公司,北京 100040
【正文语种】手机转轴中 文
【中图分类】粘尘滚轮TD745
我国侏罗纪煤炭资源地质储量约占总量的60%，主要集中分布于西北地区，其中鄂尔多斯盆地煤炭资源探明储量居全国首位。我国规划的14个大型煤炭基地中有4个处于蒙、陕、甘、宁四省交界处。其中，处于蒙陕接壤区的陕北、神东两大基地是现阶段最具开发潜力的煤炭主产区，已经形成大规模开发格局。随着开采强度加大，尤其是开采水平的延伸，顶板水害问题日益突出，突水灾害时有发生，造成大量生命财产损失和负面社会影响，同时还严重制约着我国煤炭开发战略西移。蒙陕煤炭主产区深部顶板水害防控是亟待解决的重要科学技术难题。近10年来，围绕这一难题，蒙陕矿区开展了大量水文地质调查、水文地质勘探和防治水工程技术实践工作。与此同时，在防治水理论、顶板水害形成机理、水害精准防控技术研究等方面取得了重大进展[1-4]。本文旨在总结阶段性研究成果，展望下一步研究方向，梳理尚需解决的关键技术问题，以期为侏罗纪煤田顶板水害防控技术研究
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贡献力量。
1 研究进展和取得的成果
针对蒙陕矿区深部侏罗纪煤田面临的严峻水害形势和防治水瓶颈问题，基于深部矿井埋藏深、水压大、富水性强且不均一、含(隔)水层空间结构复杂等特殊的水文地质条件，近年来，通过艰苦卓绝的努力，对深部侏罗纪煤田水文地质条件的认识不断深入，逐步形成了适合本区的防治水技术体系。
1.1 沉积控水规律研究
近年来，针对蒙陕矿区深部侏罗系存在多相变、多旋回、渐进式的沉积模式，同时受到古地理环境变迁，使矿井主要充水含水层的富水性极不均一，平面上的富水条带和剖面上的富水砂岩透镜体并存等问题，通过与华北型石炭-二叠纪煤田构造控水理论的比较研究，丁湘等人[1]提出沉积相和岩相古地理演化是本区矿井水文地质条件和水害类型的客观主控原因，并以鄂尔多斯侏罗纪聚煤盆地沉积地层架构为基础，对位于煤田深部的呼吉尔特、纳林河、榆横等矿区典型矿井的侏罗系沉积相类型进行了详细划分，掌握其沉积相特征、含(
隔)水层空间展布形态、富水规律和水化学特征，并分析含水层的沉积体系和岩相古地理演化历史对不同矿区典型水害类型的控制作用，掌握了深部侏罗纪煤田沉积控水规律，对顶板水害防治工作的展开起到理论指导作用。
自动钎焊设备1.2 水害预测预报
1.2.1 煤层顶板涌(突)水分区预测方法
在解决华北型隐伏煤田顶板水害的研究过程中，武强教授[5]早在2000年就提出了煤层顶板水害评价的“三图-双预测法”。该方法从充水水源、通道和强度三大关键技术难题出发，定量地圈定出水害防控的重点“靶区”，为矿井水害预测预报提供重要的理论指导。在此基础上，赵宝峰等人[6]根据我国深部侏罗纪煤田顶板含水层的沉积和构造特征，选取了含水层的断层分维值、褶皱分维值、粗砂岩厚度、砂岩厚度、砂岩层数和砂地比6个评价指标，采用灰关联度法分析了各评价指标与富水性的相关性，并运用语气算子比较法和模糊综合评价法对含水层富水性进行了分区评价。邸春生等人[7]基于沉积地质条件，以井田为尺度开展了含、隔水层沉积体系的精细划分和富水性分区，并通过探查与生产实践检验了划分与分区方法的合理性，为井下探放水设计以及顶板水害防治提供了决策依据。
1.2.2 顶板涌水量动态预测
由于深部侏罗系煤田顶板含水层通常为中-粗砂岩或砂砾岩，含水层厚度较大，富水性较强，当工作面开采产生的导水裂缝带波及至含水层时，静储量的短时间释放，表现为瞬时水量较大，衰减速度较快，残余水量较小等特点。因此，刘洋等人[8-10]提出了动态补给量和静态储量叠加分析矿井涌水量的预测计算方法，通过参数优化与计算方法优化对采煤工作面涌水量进行了准确预测。矿井涌水量是一个随着矿井生产进度的进行而不断动态变化的量，预测矿井涌水量必须根据矿井的接续计划和各采掘活动点的出水量来预测，赵宝峰等人[11]提出的基于时空动态的矿井涌水量精细预测方法充分考虑到了不同区段内地层的富水性特征，利用这种方法预测的矿井涌水量更加符合实际情况。
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