[发明专利]海下综采放顶这种采煤方法

摘要

海下综采放顶这种采煤方法，包括四个关键技术、一个保障体系和一个评价体系，四个关键技术是：海下开采覆岩运动规律的预测与监测关键技术、导水裂隙带预测与监测关键技术、顶板透水预测与防控水技术、海域水文地质信息动态监测、分析与预报技术；一个保障体系为：海下安全开采保障体系；一个评价体系为：海下安全开采的评价体系。其目的在于提供一种可使海底煤矿资源的开采率得到进一步提高，让海底煤矿资源被充分利用，避免造成浪费，并可增加企业的经济效率，明显地降低企业的生产成本，具有更高的安全性能的实施海下综采放顶煤采煤方法的安全采煤关键技术。

主权项

海下综采放顶这种采煤方法，其特征在于包括四个关键技术、一个保障体系和一个评价体系，四个关键技术是：海下开采覆岩运动规律的预测与监测关键技术、导水裂隙带预测与监测关键技术、顶板透水预测与防控水技术、海域水文地质信息动态监测、分析与预报技术；一个保障体系为：海下安全开采保障体系；一个评价体系为：海下安全开采的评价体系；所述海下开采覆岩运动规律的预测与监测关键技术，是针对海域内三软煤层，用海水的动态加载作用，利用计算机数值模拟、物理相似材料模拟与现场实验分析相结合进行推演，得到海下开采覆岩顶板来压步距、来压速度、采动影响覆岩破坏范围、覆岩内导水岩层高度等参数，由此确定采煤工作面支架的型号、巷道的支护参数；所述导水裂隙带预测与监测关键技术，采用覆岩运动、透水优势面、导水裂隙带等多种预测方法预测导水裂隙带，并利用“双端堵水导高观测技术”来监测顶板水的渗透情况；所述顶板透水预测与防控水技术，是依据底板突水优势面理论，提出海下开采“透水优势面”的理论，并利用该理论对海域内开采容易发生的透水点进行预测与预计，为监测透水优势南的海水渗入状态，采用定位钻探、定点水压、水位与水离子监测的方法；所述海域水文地质信息动态监测、分析与预报技术，是通过对海水和主要含水层水的混合配比试验和预警阈值的监测，确立以Na+、Cl‑离子为主要监测对象来在线实时监控海水渗入，建立基于Na+、Cl‑离子为主要监测体系的实时自动在线水情、水质监测系统，随着监测点处海水比例的增加，Cl‑和SO42‑含量显著增加，变化趋势比其他离子明显的多，因此在阴离子中可以选择Cl‑和SO42‑作为特征离子进行监测，根据其离子含量的变化进行预警，当离子含量的增加幅度≤10％时，表明矿井处于安全状态，可以正常工作；当离子含量的增加幅度为10‑30％时，表明矿井处于戒备状态，需要加强观测分析，当离子含量的增加幅度为30‑50％时，表明矿井处于紧急戒备状态，需要密切关注，准备救援，当离子含量的增加幅度为≥50％时，表明矿井处于危险报警，应紧急救援；所述海下安全开采保障体系，是建立海下安全开采灾害预警与应急预案、海下安全开采防灾害性溃水工程设施、海下安全开采综合监控技术、安全生产监测监控系统与基于WEBGIS的海下安全开采灾害预警及应急预案六大系统，明确、全面地对海下矿井进行系统的监控；所述海下安全开采的评价体系，是指建立了基于3个二级目标、18个三级目标的安全评价体系，该体系使用层次分析的方法，建立评价指标和模型；还包括采用石油系统海上三维地震勘探技术和设备对海域煤田进行精准探测，即利用区内已有钻探资料制作人工合成地震记录，参考以往地震剖面所确定的波组与地层的对应关系，设计海域内地震波传输模型，综合判定地震反射层的地质意义，在波组对比中，蚕蛹强相位对比、波组对比、纵剖面对比与任意剖面对比以及水平切片对比等相结合的做法，以保证层位对比的可靠性。