[发明专利]一种保护重要水体的煤柱留设开采方法

说明书

技术领域

本发明属于矿井水文地质与采矿工程交叉领域，涉及一种基于岩体力学和地下水动力学，针对重要水体保护煤柱留设的开采方法，特别适用于干旱—半干旱缺水矿区珍贵水体保护的煤柱留设开采方法。

背景技术

目前，我国主要原煤开采地区水资源普遍匮乏，生态环境脆弱，这些干旱—半干旱矿区的生态灌溉、工、农业用水及生活用水多数依靠浅部重要水体。因此，煤炭开采的同时保护这些天然或人工的重要水体有着重大的生态和社会意义。

目前，保护重要水体的主要办法是煤柱留设，使用现有煤柱留设方法时，工作面采空区虽然没有发生大型突涌水现象，但重要水体的水资源仍然逐渐衰减。其中主要的一个原因是：目前的煤柱留设方法只考虑煤体和岩体的抗压强度，没有考虑含水层的渗流特性，煤层回采后含水层水位下降，导致保护的目标水体通过含水层渗流进入采空区。综上，现有的重要水体的煤柱留设方法表现出以下几个问题：1）不能达到很好保护重要水体的目的；2）井下涌水量增加，排水费用增加；3）存在突水溃沙的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保护重要水体的煤柱留设开采方法，该方法能够很好保护重要水体，有效减少井下涌水量和排水费用；能够杜绝突水溃沙的隐患

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种保护重要水体的煤柱留设开采方法，该方法包括下述步骤：

步骤一：对矿区保护的目标水体进行实测，得到水体边界与岩层的夹角θ和目标水体至煤层底板之间的水头压力差P；

步骤二：对矿区采煤工作面的塌陷角进行实测，得塌陷角δ；

步骤三：对矿区采煤工作面充分开采产生的最大导水裂隙带发育高度实测，得最大导水裂隙带高度H₁；

步骤四：依据矿区采煤工作面观测，确定矿区临界突水系数T_S；

步骤五：依据步骤一～步骤四实测的基础参数，计算出满足强度要求的最小煤柱留设宽度：

L1=(PTS+10)cscθ+H1(cotθ+cotδ);---(1)]]>

步骤六：对矿区保护的目标水体接触的含水层进行抽水试验，获得含水层的渗透系数K；

步骤七：在矿区保护的目标水体与已经充分开采的采煤工作面之间，测定任一断面含水层的水位h及与保护的目标水体接触处含水层的水位是h₁，计算出含水层的入渗强度：