水體下採煤
正文
礦區常見的水體有地面水（江河湖海、水庫、坑塘、水稻田、洪水和地面下沉盆地積水等）和地下水（鬆散砂層水、砂岩水、石灰岩溶洞暗河水和採空區積水等）兩大類。水體下採煤是指對水體不進行處理，直接在其下方開採,而又避免水砂竄入井巷或增加礦井湧水量,以免惡化勞動條件,嚴重時將造成安全事故,是三下採煤的一種。早在一百多年前，英、日、加、澳等國家即已進行海下採煤。後來，蘇、波、聯邦德國等國家也進行了河流及流砂層下採礦。1949年以來，中國比較廣泛地在各種類型的水體下開採煤礦，中國煤炭科學家也對此做了系統研究。目前，不僅在淮河、太子河、小汶河及蒲河等較大的河流下採煤，而且能在厚和巨厚鬆散富含水砂層、砂礫層及砂岩、石灰岩岩溶含水層、地面水庫和地面下沉盆地積水下採煤。也可在水下采非煤礦藏，如湖南錫礦山在飛水岩河床下已安全開採多年。保全煤柱 水體下採煤的基本要求是防止水砂竄入井巷。必須在水體底面與開採上限之間保留相應高度的保全煤柱。中國將保全煤柱分為防水、防砂和“煤皮”三種。防水煤柱的最小高度，應等於或大於導水裂縫帶高度（簡稱裂高）加一定厚度的保護層；防砂煤柱的最小高度，應等於或大於冒落帶高度加一定厚度的保護層；“煤皮”煤柱的最小高度，等於或大於冒落帶高度（圖1）。
水體下採煤地層的岩性和結構特徵 這是水體下能否安全開採的重要因素。頁岩、泥岩、泥質砂岩、泥質灰岩，特別是粘土和砂質粘土等隔水層是進行水體下採煤的良好條件。隔水性和抗裂性較差的厚層狀岩層，不利於水體下採煤；薄層狀組合岩層，或薄、厚岩層互動沉積的岩層，如隔水層總厚度達50％以上，且處於導水裂縫帶頂部及以上位置，則隔水性抗裂性好，有利於水體下採煤。
覆岩分布規律 掌握採煤引起的覆岩冒落帶（見長壁工作面地壓）和導水裂縫帶的分布規律，可合理確定保全煤柱。導水裂縫帶是指受采動影響前後透水性有所增加的部分覆岩。中國研究表明，開採緩傾斜、傾斜厚煤層或分小階段開採急傾斜煤層時，在煤層堅硬、中硬和軟弱的條件下，冒落帶和導水裂縫帶高度，分別與累計采高和累計回採階段垂高近似地呈分式函式關係（圖2）,即隨著采高或回採階段垂高的增加，冒落帶和導水裂縫帶高度增大的幅度愈來愈小，緩傾斜煤層冒落帶和導水裂縫帶的分布形態見圖1。
水體下採煤水體下採煤發生潰水、潰砂或淹井事故的主要原因有：①保全煤柱尺寸太小，以致回採掘進邊界接近到水體；②開採方法不當，引起覆岩破壞高度偏大；③地質資料不清，或在採掘中遇到不利的地質構造破壞和風化破碎岩層。
