煤矿开采技术——其他采煤法

1、第十四章其他采煤法第一节“三下一上釆煤方法”第二节水力采煤法目的要求：1、理解并掌握“三下一上采煤方法”特点2、了解水力采煤法重点、难点和突破的方法：重 点：1、“三下一上采煤方法”特点难 点：突破方法：K详细讲解2、案例教学内容和步骤（附后）第一节 “三下一上”采煤方法“三下一上”采煤一一在建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤，称 “三下一上”。“三下一上”既要保证建筑物和铁路不受到开采影响而破坏，还要 保证开采安全，乂要尽量多釆出煤炭。一、岩层与地表移动的一般特征（-）岩层移动的一般特征就煤层的开采来说，釆空区周圉的岩层移动和变形，一般表现为采空区上方 顶板的弯曲下沉、断裂、垮落，底板

2、岩层鼓起、开裂、滑动、以及釆空区周圉煤 壁的压出、片帮，等等。（二）地表移动的一般特征（1）地表移动盆地（2）裂缝（3）台阶状塌陷盆地（4）塌陷坑。二、建筑物压煤开采（-）地表移动和变形对建筑物的影响地表移动变形分：下沉、水平移动与变形、倾斜、曲率变形。1、地表下沉的影响建筑物主要管路的坡度会发生变化，四周的防水坡也可能造成破坏。特别是山于地表下沉造成潜水位相对上升，造成建筑物长期积水 或过度潮湿时，就会影响建筑物的强度，以至影响建筑物的使用。2、地表倾斜的影响地表倾斜后，建筑物也随之歪斜，重心偏移，影响其稳定性，而且承重结构 内部将产生附加盈利，基础的承压也会发生变化。3、地表曲率的影响建筑

3、物的基础底面出现悬空状态。4、地表水平变形的影响使建筑物受到附加的拉伸和压缩应力。（二）减少地表移动和变形的开采措施1、防止地表下沉措施：在一定的开采深度下，进行建筑物下釆煤：开采急斜煤层时，在煤层 露头处应留设足够的煤柱，以防止突然塌陷；在缓斜或倾斜用煤层浅部开采时， 应尽量采用倾斜分层长壁式釆煤法，并适当减少第一、笫二分层开采煤厚。2、减少地表下沉的措施（1）采用充填采煤法（水砂充填和风力充填）。（2）使用分带开采法。（3）使用房柱式采煤。（4）减少一次采出煤厚。3、消除或减少开采影响的不利叠加的措施（1）分层间隔开采。（2）合理布置各煤层（分层）的开采边界。（3）尽量使用较长的采煤工作面

4、，实行全柱开采。（4）尽量不残留尺寸不适当的煤柱。（5）采用协调开采，减少下沉对地表建筑物影响程度。4、消除或减少开采边界的影响三、铁路压煤开采（-）铁路压煤开采的特点和要求（二）开采技术措施1、在采区布置上，应尽量使受采动影响的线路处于盆地主断面附近，避免 线路处于移动盆地的边缘。2、严禁使用非正规的采煤方法。3、选择合适的采煤方法和顶板管理方法。4、在浅部开采缓斜和倾斜厚煤层时，应尽量釆用倾斜分层采煤法，适当减 小分层开采的厚度，禁用一次采全高开采厚煤层与放顶煤开采方式。5、开釆急倾斜煤层时，应尽量釆用沿走向推进的小阶段伪倾斜掩护支架釆 煤法，水平分层采煤法。6、煤层顶板坚硬，不易冒落时，

5、应进行人匸放顶，以防止空顶面积达到极 限时突然冒落而引起地表突然下沉。7、铁路位于煤层露头附近，或在其下方浅部有煤层或石灰岩时，需调查铁 路下方是否有老空区、废巷道发、岩溶等，如果在这些空嗣充水，则采前应 将水排干，并用注浆法填是空嗣。8、浅部非正规采过的老空区，在开采过程中要划定范围，派专人巡视，监 督地表移动惜况，做好相应的应急准备。四、水体压煤开采（一）影响水体下采煤的地质及水文地质因素1、煤层上方水体类型，2、岩性及地层结构3、断裂构造4、煤（岩）层赋存状态（二）水体压煤开采的一般途径1、顶水采煤一一对水体不做处理，只在水体与煤层之间保留一定厚度（或 垂高）的安全煤岩柱情况下进行采煤。

6、2、疏干采煤：先疏后采，或边采边疏3、顶疏结合开采4、帷幕注浆堵水（三）水体下釆煤的开采技术措施（自阅）四、石灰岩承压含水层上带压开采（-）石灰岩承压含水层上带压釆煤，防治水途径及技术应用特点1、石灰岩承压含水层上带压采煤防治途径（1）疏水开采（2）堵水开采（3）带（水）压开采（4）综合治理2、石灰岩承压含水层上采煤技术应用的特点（二）石灰岩承压含水层上带压开釆的技术条件及影响因素1、含水层的富水特征2、断裂构造的导水性3、底板岩柱的阻水能力4、采动影响程度（三）石灰岩承压含水层上带压开釆的适用条件及技术措施1、含水层上带压开采的适用条件2、综合治理、带压开采的主要技术措施第二节水力采煤法利用

7、水力来完成矿井生产中釆煤、运输、提升等生产环节的全部或部分 工作的开釆技术，简称水采。我国有比较成熟的水力采煤技术，近年使用较少。一、水采生产系统简介（-）高压供水系统：供水水源、高压供水泵、高压供水管路、水枪（二）煤水运提系统（三）脱水系统二、水力采煤方法特点：1、以水射流实现落煤和运输两个主要生产环节，把落煤与运输简化 成单一的连续工序。2、这种水采方法对回采空间的煤层顶板不进行支护，作业人员不进入釆煤 工作面内。简化了采煤工作面的顶板管理，减轻了工人劳动强度，提高了生产的 安全性。3、这种水采方法的采煤工作面以短璧形式布置，具有较强的机动性和灵活 性。（-）倾斜短壁式采煤法1、采准巷道布

8、置2、釆区生产系统3、采煤工艺（二）走向短壁式米煤法1、采准巷道布置2、采区生产系统3、采煤工艺（三）倾斜短璧式与走向短壁式采煤法的比较三、水力采煤的适用条件1、顶板稳定或中等稳定，底板泥化、底鼓不严重，煤层倾角7°30°的中厚和厚煤层。2、厚度lm以上、倾角大于30°、顶底板稳定性符合水采要求的倾斜、急斜 煤层。3、地质构造复杂、倾角、厚度变化大，但其整体条件仍适合水采的中厚以 上的不稳定煤层。第三节水砂充填釆煤法第1页共11贞第四节深井采煤第五节煤炭地下气化目的要求：1> 了解水砂充填采煤法2、了解深井采煤3、了解煤炭地下气化重点、难点和突破的方法：重

9、点：1、深井采煤的特点2、煤炭地下气化的原理难 点：突破方法：K详细讲解教学内容和步骤（附后）第三节 水砂充填釆煤法一、概述充填法是一种采空区处理的方法，它是利用砂子、碎石或炉渣等材料充填采 空区，借以支撑围岩，防止或减少围岩垮落和变形。充填方法：自溜充填、机械充填、风力充填、水力充填二、充填材料的选择（-）对充填材料的要求数量足，取材容易，质量好，安全可靠，价格低，易加工。（二）充填材料的需要量（计算方法）1、充填材料的总需要量，2、充填材料的年消耗量三、水力充填采煤法倾斜分层走向长壁上行充填采煤法及倾斜分层V形倾斜长壁上行充填采煤 法。四、适用条件倾斜分层走向长壁上行充填采煤法适用条件：倾

10、角5。35°特厚煤层；对地表变形要求严格的建（构）筑物、铁路 下和水体下开采区域；顶板极破碎，有煤与瓦斯与瓦斯突出及冲击地压的特厚 煤层。第四节深井采煤一般把开采深度超过800m的煤层，称深井开采。一、深矿井开采的主要特征1、地压大，巷道不易维护；2、地温高，降温难度比较大二、深矿井开采的矿压控制（一）巷道布置1、主要巷道应布置在岩石力学性能好的岩（煤）层中。2、巷道应选择布置在受采动影响小的位置。3、缩短巷道服务年限。（二）巷道支护1、支护强度大，能抵抗高地压作用；2、可缩性能好，可缩量大，能适应围岩的变形需求：3、良好的封闭性能,能够有效地防止巷道底鼓。（三）巷道维护1、卸压法（

11、1）超前导嗣,（3）钻孔卸压,2、围岩加固法（1）机械加固,（2）爆破卸压,（4）宽巷卸压（2）化学加固三、深矿井开采的地热和瓦斯控制（一）地热控制在矿井或采区安装空调机，进行制冷降温，加强通风。（二）瓦斯控制一是控制瓦斯涌出量；二是防止煤与瓦斯突出。第五节煤炭地下气化一、煤炭地下气化原理首先从地表沿煤层开掘两条倾斜巷道1和2,然后在煤层中黑下部用一条水 平巷道将两条倾斜巷道连接起来，被巷道包圉的整个煤体，就是将要气化的区域, 称之为气化盘区，或称气化发生炉。图14-15煤炭地下气化原理图1 一鼓风巷道；2排气巷道；3 灰渣；4一燃烧工作面1一气化带；11一还原带；Ill、IV 干镭一干燥带1

12、.气化带C + Oy > COr + °、一2H、O2 还原带CO? + C t ICO 4C + 3HQTCHq+ 3CO + H13. 干懈一干燥带二. 煤炭地下气化方法通常分为有井式和无井式两种。无井式地下气化是应用定向钻进技术，山地面钻出进、排气孔和煤层中的气化通道，构成地下气化发生炉。I汽化刑严代 “Iz 耳 "乓 "耳§ 一 . _ 殆扎占札图14-16无井式地下气化法无井式气化法是用钻孔代替坑道，以构成气流通道。避免了井下作业和有井 式气化的其他问题，使煤炭地下气化技术有了很大提高，日前，它已在世界 上被广泛采用。三、适用条件及发展方向多孔而松软的褐煤及厚煤层的烟煤比较容易气化。稳定而连续的煤层，顶底 板的透气性小于煤层的透气性以及倾角超过35°的中片煤层对气化有利。利用 气化法回收报废矿井煤柱、和边角煤也是国外气化发展的一个方向。习题：1、说明在开采过程中地表移动和变形的发展规律。2、分析说明在建（构）筑物及村庄下采煤，地面建（构）筑物的破坏特征 及建（构）筑物和村庄下采煤时的开采技术措施。3、说明铁路下采煤的特点和铁路下采煤的安全技术措施。4、说明水体下采煤的特点和