陈苏社
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【摘 要】为了保护宝贵的矿井水资源,大柳塔煤矿将井下采空区作为矿井水\"转移、净化、储存、利用\"的空间,创造性地建成了我国首座煤矿地下水库,实现了矿井水资源的循环利用.根据现场实践经验,就煤矿地下水库建设条件、位置确定、坝体施工、安全设施及管理等关键技术问题进行了探讨和详细介绍. 【期刊名称】《陕西煤炭》
【年(卷),期】2018(037)006
【总页数】6页(P48-52,65)
【关键词】选址方法地下水库;规划设计;施工技术;安全管理
【作 者】陈苏社
【作者单位】神东煤炭集团大柳塔煤矿,陕西神木 719315
【正文语种】中 文
【中图分类】X703
0 引言
大柳塔煤矿是国家能源集团神东煤炭集团公司的特大型骨干矿井，建设和发展30多年来，十分重视矿井开采过程中的生态保护，尤其是在绿开采方面，树立建设“煤水共采型矿井”的思想，始终坚持“黑乌金，绿开发”的理念，在观念上实现了从“节能减排”向“低碳微排”转变，从“矿井水害”向“矿井水利”转变。大柳塔煤矿高度重视煤炭开采过程中对矿井水资源的保护，充分发挥利用“水往低处流”的自然规律，首次在井下大胆建设了地下水库，创造性地设计施工了安全可靠的地下水库“丁”字型人工坝体，并将井下污水全部回灌到采空区进行自然净化储存利用，实现污水近零升井；同时，首次成功施工了155 m的大垂深垂直钻孔，并利用“连通器”原理，尽可能地实现“自然压差供水”，合理高效循环利用，节省了能源，保护了水资源，保护了环境，保证了矿井安全，并创造了巨大的经济效益。目前该技术已在国家能源集团内部矿井全面推广，在国内其它矿井也在逐步推广。煤矿地下水库在建设过程中有一些需要特别注意的关键技术问题，如果这些技术问题处理不好， 人脸识别怎么建模就可能影响地下水库的建设质量，甚至导致地下水库建设失败，根据井下现场实践经验，本文就对煤矿地下水库建设过程中需要注意的关键技术问题进行探讨和介绍。
1 煤矿地下水库建设条件及规划
1.1 煤矿地下水库建设条件
煤炭开采后，在不同开采水平形成了大量的采空区，随着开采对上覆岩层扰动的结束，采空区趋于稳定，形成了较大的空隙空间，由于地板的不透水性，为矿井水存储提供了空间条件。煤矿地下水库是对开采形成的采空区加以改造形成地下储水空间，将同一水平、不同水平，甚至矿区的多个煤矿地下水库通过人工通道进行连通，根据采煤生产接续计划，对矿井水进行分时分地储存，在地面建设相应的抽采与回灌工程，实现矿井水的抽采利用与回灌储存，形成煤矿地下水库，建设煤矿地下水库关键要考虑两个方面的因素，一是需要有足够的地下储水空间；二是需要有充足的水源。除此之外，还要考虑矿井所在地区的生态条件和水库的可持续应用条件等。
水资源保护：矿井位于水资源比较缺乏或者严重缺乏的地区，运用地下水库技术对于水资源保护和生态环境保护的意义重大。
采煤方法：矿井采用全部垮落法管理顶板[1]。由于地下水库的核心原理是利用采空区矸石对矿井水进行过滤和利用采空区矸石缝隙对矿井水进行储存，因此工作面顶板必须采用全部垮落法进行管理，采用房柱式开采或者顶板不是采用全部垮落法管理的矿井不适合建设地下水库。
煤层倾角：煤层倾角不宜过大，最适宜建设地下水库的煤层倾角为2°～8°，倾角越小越有利于建设地下水库。近水平煤层建设水库储水能力较大，倾斜煤层也可建设地下水库，但其储水能力相对较小，如要提高储水能力，则需建设阶梯水库。
煤的硬度：煤的硬度比较大的煤层。一般普氏系数大于2比较好，煤层硬度越大坝体强度越高，水库安全性越好。
水文地质条件：矿井水文地质条件一般为中等及中等以下，但矿井涌水量不能太小，更不能为零。涌水量太大的矿井，水库容易很快注满，满了就注不进去了，就无法实现水循环利用。同时如果矿井涌水量太小或者为零，就没有水源，就不能形成地下水库。比如锦界煤矿水文地质条件为复杂型矿井，矿井涌水量为3 000～5 000 m3/h，地下水库难以全部存下矿井涌水，但可以采用小部分利用、大部分外排的方式[2]。
雨棚信号灯无压茬问题：规划建设地下水库的采空区区域按照矿井采掘接续计划在一定时间之内与下部未采煤层不得存在压茬问题，不得影响下部煤层的安全开采。既要保证地下水库具有一定的服务年限，又要保证下部煤层的安全开采。在开采水库下方煤层之前，必须将上部全部水体提前转移到下层煤水库[3]。多媒体教学系统
人工坝体：人工坝体的施工质量要有保证，要能满足地下水库的安全需要，安全系数一般要大于3。
1.2 煤矿地下水库的规划和准备
煤矿建设地下水库不是想建就能立即建成的，需要提前进行系统性地规划，充分结合煤层赋存特点和矿井中长期采掘接续计划，做大量的准备工作[4]。
水库位置：建设地下水库前，首先要仔细研究井田内煤层的赋存特点，弄清煤层的起伏和底板高程情况，出适合建设地下水库的相对低凹区域，选择地下水库的合理位置。ic卡考勤
规划设计：编制盘区接续时，要提前总体规划、总体设计，首采区尽可能选在低凹区域，以便于能早日形成水库，早日投入使用，盘区各工作面开采顺序应由低向高逐渐开采。
煤层开采：煤层开采时水库选址要结合中长期采掘接续计划，合理进行规划选址，水库下方煤炭资源尽可能安排在后期开采，能够尽可能延长水库服务期限。
实施步骤：地下水库的设计建设应与采掘活动同步进行，提前研究，提前规划，提前设计，分步、分阶段实施。采煤的过程就是建设地下水库的过程。
联巷密闭：在拟建水库的区域，综采面回采期间封闭采空区施工顺槽联巷密闭时，应在所有低凹处的联巷密闭底部增加返水管，以保证未来水库水源畅通，避免形成阶梯水库，不利于水资源的合理高效利用，故回采的过程也就是建库的过程。
工程实例：以大柳塔矿井地下水库建设为例，该矿井共有两个开采水平，分别为一水平2-2煤和二水平5-2煤，地下水库就建设在一水平2-2煤层，如图1所示。为了尽量延长地下水库的服务期限，在开采5-2煤时将一水平地下水库对应的四盘区规划在各盘区的最后开采，二水平5-2煤盘区开采顺序为：三盘区→五盘区→六盘区→一盘区→二盘区→四盘区。
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