[发明专利]一种保护重要水体的煤柱留设开采方法

摘要

本发明公开了一种保护重要水体的煤柱留设开采方法，包括：1）对目标水体实测，得水体边界与岩层夹角θ和目标水体至煤层底板水头压力差P；2）实测得塌陷角δ；3）对采煤工作面实测，得最大导水裂隙带高度H1；4）确定矿区临界突水系数TS；5）计算出满足强度要求的最小煤柱留设宽度L1；6）对目标水体含水层抽水，得渗透系数K；7）测定任一断面含水层水位h及与目标水体接触处含水层水位h1，计算出含水层4的入渗强度W；8）计算出不发生渗流的最小煤柱留设宽度L2；9）H1≥M，L=max（L1，L2）；H1＜M，L=L1；10）煤层回采至距离保护的目标水体的最优煤柱留设宽度L时停止回采。该方法简单易实施，能够有效保护水资源，减少矿井涌水量，安全回采资源。

主权项

一种保护重要水体的煤柱留设开采方法，其特征在于，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TS；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： L 1 = ( P T S + 10 ) csc θ + H 1 ( cot θ + cot δ ) ; - - - ( 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h1，计算出含水层的入渗强度： W = K [ h 1 2 ( l 1 + l 2 ) l 2 + h 2 - h 1 2 l 1 l 2 ] ; - - - ( 2 ) 式中，l1为距离保护的目标水体边界的距离，l2为距离已经充分开采的采煤工作面边界的距离；步骤八：当含水层的分水岭刚好处于保护的目标水体处时，保护的目标水体不会发生渗漏且煤炭资源得到最大程度的开采，依据步骤六与步骤七实测的基础参数，计算出满足保护的目标水体不通过含水层发生渗流的最小煤柱留设 宽度： L 2 = K W h 1 ; - - - ( 3 ) 步骤九：设定M为隔水层的厚度，当H1≥M时，保护的目标水体的最优煤柱留设宽度L=max（L1，L2）；当H1＜M时，L=L1；步骤十：煤层回采至距离保护的目标水体的最优煤柱留设宽度L时停止回采，防止保护的目标水体通过隔水层突涌到采空区，同时防止保护的目标水体通过含水层渗流到采空区。