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煤矿安全高效开采地质保障系统 高产高效矿井技术是当今世界采煤发达国家普遍采用的一种先进的现代化采煤技术和管理方式，也是衡量一个国家煤炭工业发达程度的主要标志 “双高”矿井的建设是一项庞大的系统工程 开采地质条件掌握程度直接关系到采煤的经济效益，而采前盘区和工作面的地质勘探则是机械化开采尤其是综采高产高效的地质保证 世界各主要产煤国家在发展机械化采煤中普遍遇到开采地质条件与采煤设备的适应性问题 长期以来，国内仍以不能满足综采设计要求的精查地质勘探资料作为矿井设计和采区布置的依据，忽视采区地质条件分析研究，因此给开采带来较大的经济损失，更不能达到高产高效的目的。 高产高效矿井地质保障系统的基本概念 高产高效矿井地质保障系统是以预测预报为先导，以物探先行钻探跟进为手段，并依托先进的计算机技术实现生产地质工?作的动态管理。 1.1 煤层厚度及其变化 由于受基底构造、原始成煤环境、后期冲刷和构造作用的影响，造成不同煤田、矿井或同一?矿井的不同采区、工作面的煤层厚度不同或出现增厚、变薄现象。当煤层厚度?小于实际?采高时，在工作面煤壁表现为破顶或破底，给综采设备维护带来困难；当煤层厚度大于工作?面采高并撇顶煤时，由于煤层松软，极易造成漏顶，给顶板管理造成不便。 1.2 顶、底板岩性空间分布及其稳定性 煤层顶、底板岩层稳定是确保安全、高效生产的基本条件。 1.3 构造 构造对煤厚变化（尤其是侧向变化）、瓦斯和矿井水的突出有重大影响。 ?1.4 矿井水文地质及瓦斯地质 瓦斯涌出量亦是高产高效工作面必须重点考虑的因素之一 1.5 煤层中的其他地质异常体 在华北地区的煤田中，常常有岩浆岩侵入体、岩溶陷落柱和煤层冲刷带等地质异常体出?现，严重影响综采工作面的正常掘进。 二、 高产高效矿井地质保障系统的研究现状 在我国，随着采煤机械化的迅速?提高，以前地质部门提交的精查地质勘探资料已远远不能满足矿井设计和采区布置的需要。? 2.1 ?开展采区开采地质条件综合评价和预测研究 煤炭科学研究总院西安分院、中国矿业大学等单位采用块段指数法、数理统计综合评价法、?模糊数学法和数学力学法等，量化预测断层及煤层断裂强度。 2.2 采区高分辨三维地震勘探的研究与应用取得了突破性的进展 2.3 探测手段的研究取得显著成效 一批适用于矿井作业的防爆仪器，包括数字防爆横波地震仪、数字防爆坑道无线电波透视仪?、数字防爆直流电法仪、防爆瑞雷波仪、钻孔防爆直流电法仪、钻孔防爆测斜仪以及坑道全?液压钻机系列等问世，为探测采煤工作面内地质异常体提供了条件。 2.4 针对高承压水对煤矿开采的威胁，组织了?“六五”攻关课题、“七五”工业性试验和“八五”二期工业性试验 经过分析研究?提出煤层底板“三带”概念，革新突水系数的涵义，进而形成了带压开采理论与方法，指?导奥陶系石灰岩岩溶地下水水害防治。 从目前的现状来看，我国煤炭工业高产高效矿井生产的地质保障系统?的技术水准较低、技术手段滞后、研究成果零散，研究成果还多处于定性阶段，还远远承担?不起保障系统这一重任。主要表现在以下几个方面： (1)?研究水准较低。 (2)?监测和探测手段较为落后，可靠性差。  三、高产高效地质保障系统研究的突破方向 3.1 在不同的地质勘探阶段，加强开采地质条件评价的力度 3.2 完善和推广采区三维地震勘探技术 3.3 进一步研制适合矿井作业和实时处理的?物探仪器 3.4 建立高产高效矿井（工作面）地质条件预测系统 寺河矿大采高地质保障　　　　　　技术应用 寺河矿４３０１工作面概况 寺河矿4301工作面走向长2352m，倾斜长300m，是晋煤集团首个长度达到300m的超长综采工作面，由于综采工作面规则布置和连续作业的特性，其对煤层赋存状态、地质构造的控制程度等地质因素要求很高，所以必须建立有效的地质保障体系 。 该工作面从设计到开采，始终立足于超前查明采区及工作面地质条件，采用四级地质保障技术,保证超长工作面安全高效开采。 寺河矿四级地质保障技术 一、实施地面补充钻探、三维地震勘探工程控制煤层赋存情况及地质构造。 二、采用井下定向千米钻孔探测技术进行区域构造探查。 三、利用无线电波透视（坑透）等井下物探技术查明回采工作面的构造及异常。 四、采用频次高、精度高的一周地质预测预报技术指导安全高效开采。 一、实施地面补充钻探、三维地震勘探工程控制煤层赋存情况及地质构造。 采区、工作面设计布置前通过钻探补充勘探工程提高了勘探控制程度，采区高级储量达到了100%，通过三维地震勘探查明了采区内落差≥5m的断层及直径≥25m陷落柱，查明了3#煤层的底板起伏形态和波幅大于或等于10m的褶曲。 （1）、