1 工程背景

常隆水库位于漳村煤矿井田内西部区域，襄垣县候堡镇回脑村南，距襄垣县城13 km。常隆水库修建于1958 年7月，属小(Ⅰ)型水库，水库控制流域面积10.25 km2 ，流域主河道长3.33 km，多年平均径流量 103.5×104 m3。该水库主要由大坝、溢洪道和涵洞管等组成。坝型为粘土芯墙坝，坝高12.33 m，坝顶高程+920.4 m，坝顶长度320 m，坝顶宽3 m，坝基防渗形式是截水槽，无副坝。水库总库容158×104 m3 ，其中死库容 27×104 m3，兴利库容68.4×104 m3，相应设计洪水位+919.17 m，校核洪水位+920.17 m，死水位+913.5 m，汛限水位+919.40 m。常隆水库下开采区域位于漳村煤矿25采区北部，北至井田北部边界，西至太长高速公路保护煤柱，东至常隆水库坝体保护煤柱，南至2503工作面开采边界，库区东西长约1 100 m，南北宽约720 m。库区地表为沟谷丘陵地形，标高为+907～+950 m，平均约+920 m，其中水库库底最低标高为+910 m。库区下方 3号煤层底板标高为+450～+520 m，开采区域位于西申庄背斜北翼单斜构造内，煤层底板自西向东逐渐走高，地层倾角约 3～5°。采煤方法为走向(倾向)长壁后退式综采放顶煤，一次采全高工艺，割煤高度为 2.8～3.2 m，剩余煤厚放顶煤，割放比约为 1∶1，顶板管理采用全部垮落法。文章在借鉴其他矿水体下及该矿临近水体下成功开采经验的基础上，对漳村煤矿常隆水库下开采可行性进行研究。

2 常隆水库下综放开采可行性

2.1 地层覆岩结构分析

常隆水库区域第四系覆盖层较薄，厚约3～32 m，基岩厚度约364～450 m。根据漳-76 号钻孔柱状图资料(见表1)，该区3号煤层上覆岩层为二叠系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)和二叠系上统上石盒子组(P2s)地层，其岩性主要为中、细砂岩、粉砂岩、泥岩和砂质泥岩交互沉积而成，层状沉积比较规则，可以看出，覆岩从上至下软硬度交互结构特征非常明显，隔水性较好的泥岩和砂泥岩层段占覆岩地层比例高达67.7%，各类中粗砂岩占地层比例为23.2%，第四系松散层占地层比例为2.7%，其中砂岩含水层厚度变化大，有分叉、变薄和尖灭现象，含水空间以风化裂隙和构造裂隙为主，以层间运动为主。各层岩相变化大，层间水力联系较弱，为补给条件差的弱含水裂隙岩组，3号煤层采动后向矿井充水有限，对3号煤层一定深度条件下的水体下开采有利。

 

表1 漳-76 号钻孔顶板上覆岩层岩性统计

  

岩层名称泥岩、砂质泥岩粉砂岩细砂岩中、粗砂岩第四系总计厚度/m270.1525.557.6534.6510.85398.80比例/%67.76.414.58.72.7100

根据漳村煤矿生产矿井地质报告提供的顶板岩石力学试验结果，3号煤层顶板为一套砂岩、泥岩与砂质泥岩互层岩性。3号煤层直接顶以泥岩类为主，局部为砂岩类。该次分泥岩类及砂岩类进行统计。顶板为泥岩类时，抗压强度 20.9～40.9 MPa，平均 32.7 MPa；抗拉强度0.7～1.5 MPa，平均1.2 MPa。顶板为砂岩类时，抗压强度56.8～74.1 MPa，平均65.5 MPa；抗拉强度3.3～3.6 MPa，平均3.5 MPa。老顶为一般为中细砂岩，抗压强度38.0～108.5 MPa，平均83.5 MPa；抗拉强度1.8～5.7 MPa，平均4.3 MPa。

依据顶板厚度、岩性特征及力学性质，直接顶板综合评价为不稳定至中等稳定。老顶为中等至稳定，以稳定为主。按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(简称“三下”采煤规程)规定“中硬覆岩的抗压强度为20～40 MPa，坚硬覆岩的抗压强度为40～80 MPa”进行分类，该井田内3号煤层顶板煤系地层为中硬-坚硬型覆岩力学结构。

时至今日，我国仍未出台系统的管理体系规范微课的发展。学生通过微课学习之后，难以第一时间吸收和深化教学内容，导致反馈效果较低，难以达到应有效果。再者，学生在借助微课学习时，无法保证教师也同步在线，无法及时提出质疑，不利于学生对语文知识的巩固和吸收。

2.2 防水煤岩柱尺寸与开采可行性

根据潞安矿区目前已有的煤层开采导水裂缝带发育规律研究成果和开采地质条件分析，参考下列公式计算综放一次采全高导水裂缝带最大高度。同时参考比较“三下”采煤规程坚硬覆岩导水裂缝带计算经验公式，选取计算公式如下：

从常隆水库区域附近钻孔柱状图可看出，在3号煤层顶板导水裂缝带顶界面上方均有一定厚度的厚层泥岩存在。如漳-76号钻孔顶板上195 m(导水裂缝带顶界面以上59 m)、230.5 m(导水裂缝带顶界面以上94.5 m)和282 m(导水裂缝带顶界面以上146 m)分别有厚度为16.5 m、34 m和15.6 m的厚层泥岩存在，这部分厚层泥岩均位于3号煤层导水裂缝带上方弯曲下沉带范围内，其整体性和原始隔水性未受采动明显影响，仍保持其原始的隔水性，有利于抑制 3号煤层采后导水裂缝带高度向上扩展和上覆含水层水体下渗。通过以上分析，在正常条件下常隆水库下区域(煤层底板标高+520 m 及以下)采用综采放顶煤开采工艺，一次采全高，全部垮落法管理顶板，是安全可行的。综放开采工艺不会改变矿井充水条件，地表水体不会进入井下工作面，工作面充水水源主要为顶板砂岩裂隙含水层，但都含水弱，补给条件差，向井下工作面充水水量有限，对工作面生产不造成影响。

其防水安全煤岩柱垂高按下式计算：

由图9可得，闭环系统对轨迹追踪的响应时间约为2 s，且稳态误差很小。且由图10可知，系统控制电压满足实验平台对输入电压的限制(最大电压不超过35 V)，该闭环系统轨迹追踪器的设计得到验证。

Hsh =Hli +Hb +Hfe

式中：Hsh 为防水安全煤岩柱垂高，m；Hli为煤层采后导水裂缝带高度，m；Hb为保护层厚度，取3倍采厚，m；Hfe 为基岩风化带深度,m。

  

图1 基岩风化带含水时防水安全煤岩柱计算模型

2.2.1 防水安全煤岩柱设计

潞安矿区实测经验公式： Hli=20M+10

“三下”采煤规程经验公式：

关于潍坊市污水处理费收取与支出差距较大的问题分析及对策………………………………………………………… 冯斌（8-195）

 

 

根据常隆水库区域钻孔统计资料，3号煤层厚度为 5.2～5.9 m，本次计算取 3号煤层最大采厚 6.3 m做为计算导水裂缝带高度和保护煤柱的依据。常隆水库地表水体下综放开采需防水煤岩柱尺寸见表 2 。

因而，中央企业的党建工作也应与央企履行社会责任的相关工作配套结合，促使央企更好地承担社会责任，促进企业与社会、环境的全面协调可持续发展。首先，加强企业内各级党组织对企业社会责任工作的领导，充分发挥出企业党组织的政治核心作用。其次，央企党建必须树立并弘扬企业社会责任意识，将履行社会责任作为企业党务活动的一个要点，创新企业价值观念。最后，建立履行社会责任工作体系，党组织与企业行政部门互相合作，完善企业社会责任的组织管理，推动企业承担社会公益责任。

式中： ∑M累计采厚，m。

计算结果表明，常隆水库下煤层埋深最浅处(水库大坝下方，煤层底板标高+520 m)综放一次采全高最大煤厚取 6.3 m 时，其最大导水裂缝带高度约为136 m，煤层综放开采后导水裂缝带顶界面距离基岩风化带含水层底界面约178 m，距离地表水库底部约248 m，导水裂缝带远未波及到基岩风化带含水层。常隆水库下开采所需防水安全煤岩柱尺寸约为206 m，煤层顶板上正库底下基岩柱最小厚度约为364 m，在导水裂缝带顶界面上、基岩风化带下尚有约178 m，岩柱仍保持其原始渗透性，此段基岩柱受采动扰动较小，仍保持其相对隔水性。

 

表2 常隆水库下开采防水安全煤岩柱尺寸

  

采厚/m导水裂缝带预计裂高Hli/m保护层厚度 Hb/m风化带厚度Hfe /m防水煤柱高度Hsh /m6.3Hli=20M+101362050206Hli=100∑M1.2∑M+2.0+8.974.82050144.8Hli=30∑M+1085.32050155.3

注：根据钻探资料，库区基岩风化带厚度取50 m，综合考虑区域覆岩地层结构特性和泥岩占地层厚度分布及比例，保护层厚度取3倍煤厚，厚度为6.3×3=18.9 m，此处取20 m。

  

图2 常隆水库下防水安全煤岩柱设计

2.2.2 常隆水库下安全开采可行性

从表 2 可以看出，“三下”采煤规程所推荐经验公式计算导水裂缝带发育高度结果偏小，这是因为规程中经验公式是基于普采、综采和厚煤层分层开采条件下得出的，不能客观反映综放一次采全高工艺高强度剧烈开采条件下覆岩导水裂缝带发育状况。常隆水库下开采区域煤层底板自西向东逐渐走高，水库坝体下方区域煤层底板标高最高，为水库下区域煤层埋深最浅处(最不利条件)，此处煤层底板标高最高约+520 m，地表常隆水库库底标高+910 m，水库下综放一次采全高防水安全煤岩柱留设如图 2 所示。

根据常隆水库库区开采地质条件分析，该区域第四系松散含水层富水性弱至中等，基岩风化带发育较深，富水性弱至中等，接受地表水体及降水直接补给。根据“三下”采煤规程附录六相关规定，此类水体下采煤留设防水煤岩柱时应考虑基岩风化带深度，防水安全煤岩柱尺寸计算模型如图 1所示。

相比较潞安矿区已采地表水体下工作面开采地质条件，漳村煤矿常隆水库下开采区域3号煤层埋深更深，煤层顶板安全隔离煤岩柱厚度更大，潞安矿区已有水体下开采各工作面安全隔离煤岩柱厚度小于常隆水库下方区域情况下均实现了地表水体下综放安全开采，因此在正常条件下常隆水库下方区域 3号煤层(煤层底板标高为+520 m及以下区域)可以实现地表水体下正常安全开采。

经比对，此画与1932年出版的《艺彀》（初集）谈月色《李铁夫师事略——授业谈月色述》一文的插图“李铁夫炭笔画”一致，印刷尺寸相同，但纸质不同（图16）。

By differentiating Eq. (1) with respect to time and then combining with Eq. (2), we obtain:

根据三维地震勘探资料显示，库区地质构造条件比较简单，仅在矿井北部边界附近存在有文王山南正断层(落差 H=400 m)，矿井已按照相关规定，留设了足够的安全隔离煤柱，划定了井田开采技术边界。常隆水库下方开采区域位于该断层上盘，断层露头位置出露在井田北部外侧，该断层对常隆水库下方开采没有影响。另在库区下工作面准备及生产过程中必须加强超前勘测，采用电法及坑透等物探手段加强对工作面内部隐伏构造和富水区域的勘探，同时进行钻探验证，如果工作面遇贯通性导水陷落柱或断层破坏带，应按有关规范要求采取相应的防治措施，并留设足够尺寸的防水安全隔离煤柱，保证矿井的正常安全生产。

3 漳村煤矿近常隆水库下综放开采实践

漳村煤矿此前没有水体下采煤的开采实践经验，但在常隆水库库区外侧开采了 2203、2205和 2503工作面，工作面均位于常隆水库及坝体保护煤柱外侧开采。开采过程中进行了详细的涌水量观测，其中2203工作面最大涌水量达到了50 m3/h，最小为6 m3/h，一般在10～20 m3/h。2205工作面最大涌水量达到了40 m3/h，最小为10 m3/h，一般在15～30 m3/h。2503 工作面北部即为库区下方开采区域，开采期间最大涌水量为 45 m3/h，最小为 10 m3/h，平均为25 m3 /h。开采期间进行了不同时段不同取水点的水质化验分析，水质分析结果为顶板裂隙沙岩水，与水库水质无关，实现了近常隆水库下综放安全开采。

4 结 语

通过理论分析，结合潞安矿区地表水体下采煤和本矿井近常隆水库区下开采实践经验，认为正常条件下常隆水库下3号煤层综放开采是安全可行的，工作面充水以顶板基岩裂隙水为主，充水通道主要是采动裂隙带和岩层破坏带，水库水体不会通过地表采动裂隙对井下工作面充水产生直接影响。遇有贯通性导水构造，需留设足够的安全防水隔离煤柱。