含水厚松散層淺埋煤層開(kāi)采水沙災(zāi)害防治技術(shù)

采用工作面覆巖破壞運(yùn)動(dòng)規(guī)律的相似模擬實(shí)驗(yàn)、工作面水沙潰流規(guī)律的相似模擬實(shí)驗(yàn)、工作面礦壓觀測(cè)研究、理論分析和數(shù)值模擬研究淺埋特厚風(fēng)積沙覆蓋層下開(kāi)采頂板薄基巖破壞運(yùn)動(dòng)特征、研究和分析薄基巖頂板整體切落時(shí)特厚風(fēng)積沙的潰流規(guī)律和研究和分析支護(hù)阻力與潰沙的關(guān)系，從而防止開(kāi)采水沙災(zāi)害的威脅。

? 技術(shù)要點(diǎn)

1. 通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為大柳塔煤礦1203工作面合理采高4.0m不會(huì)有潰沙危險(xiǎn)，涌進(jìn)工作面的僅是潛水。研究確定安全采高4.0m被現(xiàn)場(chǎng)采用，并實(shí)現(xiàn)了安全開(kāi)采。

2. 推導(dǎo)出組合關(guān)鍵層彈性模量、載荷和極限跨距計(jì)算公式。

3. 提出了組合關(guān)鍵層巖柱端角接觸面高度不低于5.0m時(shí)能有效地阻擋流沙潰入工作面的觀點(diǎn)，依此可判斷工作面開(kāi)采時(shí)是否發(fā)生潰沙災(zāi)害。

4. 富水特厚松散層煤層涌水潰沙程度還取決于含水層結(jié)構(gòu)及空間配置：基巖頂面為砂礫石層含水層、上部為黃土層和松散沙層，不會(huì)發(fā)生潰沙災(zāi)害；基巖頂面為黃土層、其上部為松散沙層含水層，黃土層有較好的隔水性能，突水潰沙事故發(fā)生的可能性較小；基巖頂面直接為沙層含水層，極易形成水沙俱下的嚴(yán)重災(zāi)害。風(fēng)積沙層下的第三系三趾馬紅土，是很好的隔水層，當(dāng)粘土層能形成自穩(wěn)結(jié)構(gòu)時(shí)，則可防止富水風(fēng)積沙向工作面潰流。

? 應(yīng)用情況及前景

研究提出的開(kāi)采是否發(fā)生潰沙的判斷公式揭示了組合關(guān)鍵層破壞運(yùn)動(dòng)與潰沙的關(guān)系以及受采高、直接頂厚度和松散層厚度等的影響因素。富水特厚松散層淺埋煤層開(kāi)采將以課題研究的理論進(jìn)行防水防沙設(shè)計(jì)，研究理論的應(yīng)用保證了工作面安全，解放了西部大量水沙威脅的滯采煤炭。