西部煤炭集约化开采损伤传导机理与源头减损关键技术

李全生，郭俊廷，张 凯，阎跃观，张 村，徐祝贺1,

(1. 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室，北京 102209；2. 中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院，北京 100083；3. 北京低碳清洁能源研究院，北京 102211;4. 国家能源投资集团有限责任公司，北京 100011)

集约化开采是相对粗放开采而言，指集高素质人才、先进装备、高水平管理等为一体，以节约、高效为目标的现代化开采方式，包含规模与效率2个方面。西部煤炭集约化开采实质是由新技术投入带来的生产成本的降低、生产效率与煤炭产量以及管理水平的提高。西部矿区具有煤层埋藏浅、瓦斯涌出量较低、水文地质条件相对简单等独特赋存特征，给集约化开采提供了有利条件，奠定了我国西部能源“金三角”煤炭开发在国民经济发展中的地位，为国家能源安全提供了保障[1]。同时，西部浅埋、高效开采也引起了覆岩含水层、地表建(构)筑设施或地表生态环境的损伤。为协调煤炭资源开发与矿区和谐可持续发展，我国科技工作者针对西部高强度开采进行了一系列研究，包括：① 地表移动变形规律；② 地表采动裂缝发育规律；③ 覆岩破坏形式与裂隙特征；④ 顶板结构及稳定性；⑤ 对水土植被的影响；⑥ 开采损伤预测预报；⑦ 开采损伤监测；⑧ 开采损害防治技术等。

西部高强度开采在覆岩与地表移动方面的研究，主要以现场实测或试验模拟的方式开展，其中非连续变形发育、地表下沉速度快和地表移动持续时间短为其主要特征[2]。地表采动裂缝主要分布在采空区边界对应地表位置附近，工作面上方地表以几何特征动态变化的裂缝为主，因松散层性质差异，工作面中部地表裂缝一般在工作面推过一段距离后闭合，部分条件下不完全闭合[3-8]；……