煤矿特殊开采方法PPT培训资料

1、1,煤矿特殊开采方法 电子教案 杜计平 能源科学与工程学院 采矿系2003年11月,2,特殊开采方法目录,序论 第一章 开采引起的岩层与地表移动 第二章 建筑物下采煤 第三章 铁路下采煤 第四章 水体下采煤 第五章 承压含水层上采煤 第六章上行式开采顺序采煤 第七章 难采煤层开采,3,特殊开采方法目录,第八章 深矿井开采 第九章 水力采煤 第十章煤与煤层气共采,特殊开采方法序论,为采矿系地下采煤专业高年级学生开设的一门专业课,一、开设特殊开采方法目的,为采矿工程毕业设计做准备,让学生开阔煤矿开采的视野,培养学生适应不同条件下的采矿工作能力,5,采矿工程毕业设计,一般部分：煤矿新井初步设计专题部

2、分：论文工业场地煤柱留设、开采上限,6,煤矿开采的三性,认识煤矿开采的的特殊性、艰巨性和困难性,二、特殊开采方法内涵,特殊困难条件下开采； 采用特殊工艺方式开采 集合 S,S,AA,A,A 特殊困难条件下的开采,三下一上（ 建筑物下、铁路下、水体下和承压水上,有冲击地压危险的煤层,有煤与瓦斯突出危险的煤层,三软煤层,深部,边角煤,极薄煤层,A 采用特殊开采工艺方式,短壁开采 充填采煤 上行开采 水力采煤 煤与煤层气共采 煤的地下气化,10,房柱式采煤,11,充填采煤,12,上行开采,13,水力采煤,特殊开采方法主要研究的内容,AA 特殊和困难条件下对开采造成的影响 保证安全生产和合理生产应采取

3、的措施 特殊工艺方式的特点和特色,三、我国三下一上压煤的基本情况和例子,三下一上压煤量（亿t） （%） 建筑物下 87.6 63.6 水体下 20 14.5 铁路下 19 13.8 承压水上 11 8.1 137.6,村庄压下压煤量占建筑物下压煤量的55%，占矿井储量的1030%， 解放一半可供66个年产100万t的大型矿井开采100年； 我国已从三下采出7亿t左右，约占压煤的5%； 从1978年以来，每年从三下采出3000万t,例子1 徐州地方煤炭公司（天龙集团）沛城煤 徐州西北62km 1972年建矿，1981年投产； 1980年统计 可采储量1520万t 城下压煤700万t 影响地面建筑

4、面积，49万平方米； 1981年江苏省人民政府决定沛城搬迁， 征地1500亩，预计搬迁时间20年，搬迁费用2亿元,例子2 徐州矿业集团公司 1995年统计： 工业储量 13.37亿t； 三下压煤 5.11亿t； 储量的特点：两多、 两少、 一快。 薄煤层多， 三下压煤多 后备资源少 ， 生产水平储量少， 2.48亿t（分布在深部），2.44亿t 动用储量快，每年动用储量2000万t以上,四、地下开采与地表塌陷,垮落法管理顶板 地表形成大面积塌陷区 地表塌陷面积：煤层开采面积的1.2倍左右。 至1996年，全国有40万公顷土地塌陷； 每采1万吨煤要塌陷0.2公顷土地 塌陷面积平均每年增加2万公顷

5、 复垦率为22,五、主要参考书,徐永圻等中国采煤方法图集，煤炭工业出版社 王全庄译矿山岩层与地表移动，煤炭工业出版社 采煤学下册，中国矿业学院等院校 煤炭工业出版社,21,主要参考书,国家煤炭工业局制定建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程北京：煤炭工业出版社， 20006 朱银昌陈庆禄张铁岗难采复杂煤层的开采北京等：世界图书出版社， 1998 何国清杨伦凌娣等矿山开采沉陷学徐州：中国矿业大学出版社， 19914,六、学习中注意问题,上课注意听讲，把讲得内容弄懂； 难学，一些数据不要求记，方法要知道，原理要清楚； 科技含量较高, 尽量不要缺课,第一章 开采引起的岩层与地表移动,第一

6、节 开采引起的岩层移动 第二节 开采引起的地表移动 第三节 地表移动与变形预计 第四节 地表移动与变形参数分析,第一节 开采引起的岩层移动,一、充分采动区、岩石压缩区、最大弯曲区和底板隆起区 1、围岩根据变形分区：应力状态和变形,25,图1-1,26,岩层移动和变形分区,充分采动区 最大弯曲区：岩层向下弯曲的程度最大 顶板压缩区 底板压缩区 支承压力引起沿垂直方向压缩 工作面区域以外地层下沉 不均匀隆起区 底鼓 应力降低 均匀隆起区 水平挤压,煤体下方 采空区下方 （高应力压缩） 低应力 h侧向水平应力,h,h,KH,H,h,h,底板,二、垮落带、断裂带和弯曲带,1、三带的形成,29,1）垮落

7、带,垮落带 不规则垮落带，呈杂乱堆积。 规则垮落带，岩块堆积排列较整齐 碎胀性：1.3 1.5,体积增大 导水：水、水砂和泥浆容易通过 高度,30,2）断裂带,曾称做裂隙带。 裂隙带（左右断裂，上下离层） 弯曲，整体断裂，大致垂直于层面的裂隙， 离层,一般导水，又称导水断裂带 厚煤层第一分层以后的分层开采时，断裂带高度上升，但上升的幅度较初次采动大为减小,31,3）弯曲带,断裂带之上至地表 又称弯曲下沉带或整体移动带 保持整体性和层状结构，不存在或极少存在离层裂隙。 隔水，岩性较软时，隔水性能更好,采深较大，弯曲带的高度可能大大超过垮落带和断裂带高度之和 弯曲带上方地表一般要形成地表下沉盆地，

8、盆地边缘往往要出现张裂隙，其深度约3 5m，一定深度后闭合消失,32,不出现三带的可能性,浅部无弯曲下沉带 充填开采无垮落带,33,2三带的空间轮廓形状,轮廓形与倾角 （1）0 35 垮落带 开采期间，垮落带的高度基本上是相同 开采完毕，中间较低，两端较高的枕形轮廓 断裂带 两端边界超出，呈马鞍形，最高点位于采空区斜上方,34,36 54,垮落带 上部岩块下滑或滚动 上部继续离层、断裂、破碎和垮落， 下部垮落带高度较小,断裂带 上大下小，上部的轮廓大致呈抛物线，与采空区边界齐或略偏外,35,3）=5590,岩块滚动下滑，迅速充填下部， 上部，边界煤柱片帮、碎裂、抽冒， 垮落带和断裂带上边缘急剧

9、向上发展，大大超出上边界 垮落带、断裂带呈耳形或上大下小的不对称拱形,36,3、 垮落带与断裂带的高度,垮落带与断裂带的高度 （1）主要影响因素 顶板岩性 煤层倾角 采高及厚煤层分层次数 采空区范围 采空区处理方法,37,顶板岩性对两带的影响,顶板坚硬，两带高度较大，之和可达18 28倍采高 顶板松软破碎时，两带高度较低，采厚的9 12倍,38,煤层倾角对两带的影响,倾角小于35时，岩块就地堆积。垮落带和断裂带上边界离煤层的高度基本上是相等 倾角35 54时，垮落岩块下滑。 倾角大于54时，岩块下滚，下部垮落的发展很小，上部发展很高,39,采高及厚煤层分层次数对两带的影响,一次采全高或分层初次

10、开采时，两带高度与采高呈近似直线关系 分层或近距离煤层群重复开采，两带高度随分层次数增加而递减,40,采空区范围对两带的影响,采空区范围大时，两带充分发展，反之受到限制,41,采空区处理方法对两带的影响,全部垮落法：上覆岩层破坏发展最充分，弯曲、离层、断裂、垮落，达到一定高度 充填法：无垮落带，断裂带高度也明显降低 煤柱支撑法：两带高度介于之间,42,垮落带高度的计算公式（倾角为035及3654）单一煤层的垮落带最大高度,覆岩为极坚硬岩层公式,w 垮落过程中顶板下沉值,覆岩为坚硬、中硬、软弱岩层或其互层公式,43,垮落带高度公式（倾角为035及3654，厚煤层分层开采,44,导水断裂带高度计算公式（倾角为035及3654）（单一薄及中厚煤层或厚煤层分层开采,45,急斜煤层,h,46,垮落带及导水断裂带高度(倾角为5590,注： h区段或分段垂高，m；M煤层法线厚度，m,47,近距离煤层垮落带和断裂带高度,层间距大于下煤层开采形成的垮落带高度 上下煤层的垮落带高度不重合，而断裂带高度可能重合,上下煤层的断裂带最大高度可按近距离上下煤层的厚度分别计