复杂地质条件下煤矿地下水库建设研究
发布时间：2021-06-28 18:10
针对西部煤矿主产区煤炭开采与水资源保护矛盾突出的问题,采用了煤矿地下水库建设技术实现矿井水保护与利用。以宁煤灵新煤矿为对象,研究在缓倾斜煤层条件下建设煤矿地下水库。水库建设地址位于井田开拓的一采区的北翼,总库容可达380万m3,挡水坝体采用钢筋混凝土平板支墩坝。通过布置监测系统,可实现地下水库运行状况的数据采集和分析,为水库安全运行和维护提供有力保障。
【文章来源】：煤炭技术. 2020,39(09)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
一采区北翼采空区剖面图
基于上述库容计算方法，计算出灵新煤矿3个煤层、6个采空区的总体库容曲线如图2所示。根据图2可知，该地下水库的最高水位为1 124 m，最低水位为1 025 m，最大水头差99 m，库容可达380万m3。4 坝体设计
与地面水库不同，煤矿地下水库坝体除了人为构筑挡水坝体外，还充分利用了煤炭开采时工作面预留的安全煤柱作为挡水坝体，实际工程中人工构筑坝体建于煤柱坝体之间，将煤柱坝体连成一体共同构成地下水库的坝体。地下水库坝体的设计除了要考虑开采深度、采高、矿压和矿震等因素外，还应考虑煤层倾角和能够承受库内水体压力等因素。与近水平煤层地下水库不同，灵新矿属于缓倾斜煤层，煤层倾角除了影响安全煤柱的受力状态和预留宽度外，还存在水头高度较高的问题。灵新煤矿缓倾斜煤矿地下水库坝址位于采空煤层采掘工作面内，空间狭小，两侧煤柱边坡高陡，地下水汇集在工作面巷道相对低缓处，人工挡水坝体适宜修建在地形较高的地方。此外，坝体修建的区域煤层底板以砂质泥岩为主，岩性较弱，适宜修建混凝土重力坝或平板支墩坝。混凝土重力坝主要依靠自身重力产生的抗滑力维持稳定，通常坝体体积较大，难以适应灵新矿狭窄巷道的要求。与混凝土重力坝相比，平板支墩坝建设时混凝土用量相对较少，且支墩坝具有倾斜的挡水面板，可利用水重量增加大坝的抗滑稳定性，同时有利于地基排水，减小作用在坝底面上的扬压力。因此，灵新矿14#、15#、16#煤挡水坝体采用钢筋混凝土平板支墩坝，均为C30钢筋混凝土结构，如图3所示。灵新矿地下水库挡水坝体设置在14#煤、15#煤、16#煤的采煤巷道处，如果挡水坝体坝址处的巷道断面宽×高=5.0 m×4.0 m，则挡水坝体的结构尺寸为宽×高=（6～7.0)m×（4.5～6.0)m，具体可根据坝址处煤柱破碎情况确定。在灵新矿1采区14#煤、15#煤、16#煤挡水坝体周边煤柱破损严重区域设置锚杆，在挡水坝体外侧设置3～5排锚杆，锚杆长度3 m，在煤柱巷道中布置，进一步保证挡水坝体的安全性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿分布式地下水库煤柱坝体合理布置方式[J]. 吴宝杨. 煤矿安全. 2018(09)
[2]高矿化度矿井水处理及分质资源化综合利用途径的探讨[J]. 苗立永,王文娟. 煤炭工程. 2017(03)
[3]西部缺水矿区地下水库保水的库容研究[J]. 鞠金峰,许家林,朱卫兵. 煤炭学报. 2017(02)
[4]煤矿地下水库技术标准体系构建与制定[J]. 曹志国,李全生,董斌琦,郭洋楠. 煤矿安全. 2016(10)
[5]大柳塔煤矿地下水库建设与水资源利用技术[J]. 陈苏社,黄庆享,薛刚,李瑞群. 煤炭科学技术. 2016(08)
[6]煤矿地下水库煤柱动力响应与稳定性分析[J]. 顾大钊,颜永国,张勇,王恩志,曹志国. 煤炭学报. 2016(07)
[7]我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展[J]. 顾大钊,张勇,曹志国. 煤炭科学技术. 2016(01)
[8]煤矿地下水库理论框架和技术体系[J]. 顾大钊. 煤炭学报. 2015(02)
[9]地下水受煤炭开采的影响及其储存利用技术[J]. 曹志国,何瑞敏,王兴峰. 煤炭科学技术. 2014(12)
[10]“能源金三角”地区煤炭开采水资源保护与利用工程技术[J]. 顾大钊. 煤炭工程. 2014(10)
本文编号：3254801
【文章来源】：煤炭技术. 2020,39(09)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
一采区北翼采空区剖面图
基于上述库容计算方法，计算出灵新煤矿3个煤层、6个采空区的总体库容曲线如图2所示。根据图2可知，该地下水库的最高水位为1 124 m，最低水位为1 025 m，最大水头差99 m，库容可达380万m3。4 坝体设计
与地面水库不同，煤矿地下水库坝体除了人为构筑挡水坝体外，还充分利用了煤炭开采时工作面预留的安全煤柱作为挡水坝体，实际工程中人工构筑坝体建于煤柱坝体之间，将煤柱坝体连成一体共同构成地下水库的坝体。地下水库坝体的设计除了要考虑开采深度、采高、矿压和矿震等因素外，还应考虑煤层倾角和能够承受库内水体压力等因素。与近水平煤层地下水库不同，灵新矿属于缓倾斜煤层，煤层倾角除了影响安全煤柱的受力状态和预留宽度外，还存在水头高度较高的问题。灵新煤矿缓倾斜煤矿地下水库坝址位于采空煤层采掘工作面内，空间狭小，两侧煤柱边坡高陡，地下水汇集在工作面巷道相对低缓处，人工挡水坝体适宜修建在地形较高的地方。此外，坝体修建的区域煤层底板以砂质泥岩为主，岩性较弱，适宜修建混凝土重力坝或平板支墩坝。混凝土重力坝主要依靠自身重力产生的抗滑力维持稳定，通常坝体体积较大，难以适应灵新矿狭窄巷道的要求。与混凝土重力坝相比，平板支墩坝建设时混凝土用量相对较少，且支墩坝具有倾斜的挡水面板，可利用水重量增加大坝的抗滑稳定性，同时有利于地基排水，减小作用在坝底面上的扬压力。因此，灵新矿14#、15#、16#煤挡水坝体采用钢筋混凝土平板支墩坝，均为C30钢筋混凝土结构，如图3所示。灵新矿地下水库挡水坝体设置在14#煤、15#煤、16#煤的采煤巷道处，如果挡水坝体坝址处的巷道断面宽×高=5.0 m×4.0 m，则挡水坝体的结构尺寸为宽×高=（6～7.0)m×（4.5～6.0)m，具体可根据坝址处煤柱破碎情况确定。在灵新矿1采区14#煤、15#煤、16#煤挡水坝体周边煤柱破损严重区域设置锚杆，在挡水坝体外侧设置3～5排锚杆，锚杆长度3 m，在煤柱巷道中布置，进一步保证挡水坝体的安全性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿分布式地下水库煤柱坝体合理布置方式[J]. 吴宝杨. 煤矿安全. 2018(09)
[2]高矿化度矿井水处理及分质资源化综合利用途径的探讨[J]. 苗立永,王文娟. 煤炭工程. 2017(03)
[3]西部缺水矿区地下水库保水的库容研究[J]. 鞠金峰,许家林,朱卫兵. 煤炭学报. 2017(02)
[4]煤矿地下水库技术标准体系构建与制定[J]. 曹志国,李全生,董斌琦,郭洋楠. 煤矿安全. 2016(10)
[5]大柳塔煤矿地下水库建设与水资源利用技术[J]. 陈苏社,黄庆享,薛刚,李瑞群. 煤炭科学技术. 2016(08)
[6]煤矿地下水库煤柱动力响应与稳定性分析[J]. 顾大钊,颜永国,张勇,王恩志,曹志国. 煤炭学报. 2016(07)
[7]我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展[J]. 顾大钊,张勇,曹志国. 煤炭科学技术. 2016(01)
[8]煤矿地下水库理论框架和技术体系[J]. 顾大钊. 煤炭学报. 2015(02)
[9]地下水受煤炭开采的影响及其储存利用技术[J]. 曹志国,何瑞敏,王兴峰. 煤炭科学技术. 2014(12)
[10]“能源金三角”地区煤炭开采水资源保护与利用工程技术[J]. 顾大钊. 煤炭工程. 2014(10)
本文编号：3254801
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