黄河流域中上游煤-水协调开采的地下水原位保护技术

煤炭开采是破坏黄河流域煤矿区地表生态环境最强烈的人为活动，而水资源供需矛盾是制约煤矿区生态环境治理、绿色矿山建设的关键因素。为缓解煤炭开采对地下水资源及地表生态环境的影响，基于采动影响下含水层破坏机理，形成了近黄河流域煤炭开采的地下水保护思路，提出了黄河流域中上游煤-水协调开采的地下水原位保护技术，阐明了该技术以控制坚硬顶板不破断与充填体置换煤柱的思路而实现地下水原位保护的基本原理，介绍了地下水原位保护技术中加固煤柱的条带开采、留窄煤柱的置换煤柱充填开采2个技术步骤及优势。结合沿空留巷的围岩控制技术与充填开采的快速增阻强度，通过建立坚硬顶板破断力学模型，分析了加固煤柱的条带开采、留窄煤柱的置换煤柱充填开采的可行性。以近黄河流域的离柳矿区双柳煤矿为研究对象，分析确定了有效达到地下水原位保护的关键技术参数，如条带开采参数、煤柱旁充填宽度、充填置换煤柱时维持巷道稳定的窄煤柱留设宽度以及坚硬顶板不破断的最小充填率等，并基于条带开采煤柱剥离理论及其长期稳定性评价方法，分析表明该技术所留设煤柱及充填体具有长期稳定性，能有效保护含水层及地表生态环境。