1、煤礦開采方法精品課程課件第二篇 采煤方法十四章 其他采煤法,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,“三下一上”采煤在建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水體上采煤時(shí)，既要保證建筑物和鐵路不受到開采影響而破壞，又要盡量多采出煤炭。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,一、巖層與地表移動(dòng)的一般特征 （一）巖層移動(dòng)的一般特征 就煤層的開采來說，采空區(qū)周圍的巖層移動(dòng)和變形，一般表現(xiàn)為采空區(qū)上方頂板的彎曲下沉、斷裂、垮落，底板巖層鼓起、開裂、滑動(dòng)、以及采空區(qū)周圍煤壁的壓出、片幫，等等。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,一、巖層與地表移動(dòng)的一般特征 （二）地表移動(dòng)的一般特征 （1）地表移動(dòng)盆地 （2）裂縫 （3）臺(tái)階狀塌陷盆地

2、 （4）塌陷坑,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,二、建筑物壓煤開采 (一)地表移動(dòng)和變形對(duì)建筑物的影響 1.地表下沿的影響 建筑物主要管路的坡度會(huì)發(fā)生變化，四周的防水坡也可能造成破壞。特別是由于地表下沉造成潛水位相對(duì)上升，造成建筑物長期積水或過度潮濕時(shí)，就會(huì)影響建筑物的強(qiáng)度，以至影響建筑物的使用。 2.地表傾斜的影響 地表傾斜后，建筑物也隨之歪斜，重心偏移，影響其穩(wěn)定性，而且承重結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生附加盈利，基礎(chǔ)的承壓也會(huì)發(fā)生變化。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,二、建筑物壓煤開采 (一)地表移動(dòng)和變形對(duì)建筑物的影響 3.地表曲率的影響 建筑物的基礎(chǔ)底面出現(xiàn)懸空狀態(tài)。 4.地表水平變形的影響 使建筑物

3、受到附加的拉伸和壓縮應(yīng)力。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,二、建筑物壓煤開采 (二)減少地表移動(dòng)和變形的開采措施 1.防止地表突然下沉 措施：在一定的開采深度下，進(jìn)行建筑物下采煤；開采急斜煤層時(shí)，在煤層露頭處應(yīng)留設(shè)足夠的煤柱，以防止突然塌陷；在緩斜或傾斜厚煤層淺部開采時(shí)，應(yīng)盡量采用傾斜分層長壁式采煤法，并適當(dāng)減少第一、第二分層開采煤厚。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,二、建筑物壓煤開采 (二)減少地表移動(dòng)和變形的開采措施 2、減少地表下沉的措施 （1）采用充填采煤法 （2）使用分帶開采法。 （3）使用房柱式采煤。 （4）減少一次采出煤厚。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,3、消除或減少開采影響的

4、不利疊加的措施 （1）分層間隔開采 （2）合理布置各煤層（分層）的開采邊界 （3）盡量使用較長的采煤工作面，實(shí)行全柱開采 （4）盡量不殘留尺寸不適當(dāng)?shù)拿褐?（5）協(xié)調(diào)開采 4、消除或減少開采邊界的影響,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,三、鐵路壓煤開采 （一）鐵路壓煤開采的特點(diǎn)和要求 （二）開采技術(shù)措施 1、在采區(qū)布置上，應(yīng)盡量使采動(dòng)線路處于盆地主斷面附近，避免線路處于移動(dòng)盆地的邊緣。 2、嚴(yán)禁使用非正規(guī)的采煤方法。 3、選擇合適的采煤方法和頂板管理方法。 4、在緩斜和傾斜厚煤層淺部開采時(shí)，應(yīng)盡量采用傾斜分層采煤法，適當(dāng)減小分層開采的厚度，禁用一辭采全稿采煤法。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,三、

5、鐵路壓煤開采 （二）開采技術(shù)措施 5、開采急斜煤層時(shí)，應(yīng)盡量采用沿走向推進(jìn)的小姐端偽傾斜掩護(hù)支架采煤法，水平分層采煤法。 6、煤層頂板堅(jiān)硬，不易冒落時(shí)，應(yīng)進(jìn)行人工放頂，以防止空頂面積達(dá)到極限時(shí)突然冒落而引起地表突然下沉。 7、鐵路位于煤層露頭附近，或在其下方淺部有煤層或石灰?guī)r時(shí)，需調(diào)查鐵路下方是否有老空區(qū)、廢巷道發(fā)、巖溶等，如果在這些空硐充水，則采前應(yīng)將水排干，并用注漿法填是空硐。 8、淺部非正規(guī)采過的老空區(qū)，在開采過程中要?jiǎng)澏ǚ秶?，派專人巡視，監(jiān)督地表移動(dòng)情況，做好相應(yīng)的應(yīng)急準(zhǔn)備。,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,四、水體壓煤開采 (一)影響水體下采煤的地質(zhì)及水文地質(zhì)因素 1.煤層上方水體類型

6、 2.巖性及地層結(jié)構(gòu) 3.斷裂構(gòu)造 4.煤(巖)層賦存狀態(tài),第一節(jié) “三下一上”采煤方法,四、水體壓煤開采 (二)水體壓煤開采的一般途徑 1、頂水采煤對(duì)水體不做任何處理，只在水體與煤層之間保留一定厚度（或垂稿）的安全煤巖柱情況下進(jìn)行采煤。 2、疏干采煤：先疏后采，或邊采邊疏 3、頂疏結(jié)合開采 4、帷幕注漿堵水 (三)水體下采煤的開采技術(shù)措施,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,五、石灰?guī)r水壓含水層上帶壓開采 (一)石灰?guī)r水壓含水層上帶壓采煤防治水途徑及技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn) 1、石灰?guī)r承壓含水層上帶壓采煤防治途徑 （1）疏水開采 （2）堵水開采 （3）帶（水）壓開采 （4）綜合治理 2、石灰?guī)r承壓含水層上采煤

7、技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn),第一節(jié) “三下一上”采煤方法,五、石灰?guī)r水壓含水層上帶壓開采 (二) 石灰?guī)r水壓含水層上帶壓開采的技術(shù)條件及影響因素 1、含水層的富水特征 2、斷裂構(gòu)造的導(dǎo)水性 3、底板巖柱的阻水能力 4、采動(dòng)影響程度,第一節(jié) “三下一上”采煤方法,五、石灰?guī)r水壓含水層上帶壓開采 (三) 石灰?guī)r水壓含水層上帶壓開采的適用條件及技術(shù)措施 1、含水層上帶壓開采的適用條件 2、綜合治理、帶壓開采的主要技術(shù)措施,第二節(jié) 水力采煤法,利用水力來完成礦井生產(chǎn)中采煤、運(yùn)輸、提升等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全部或部分工作的開采技術(shù)，簡稱水采。 一、水采生產(chǎn)系統(tǒng)簡介 （一）高壓供水系統(tǒng) （二）煤水運(yùn)提系統(tǒng) （三）脫水系統(tǒng),第二

8、節(jié) 水力采煤法,二、水力采煤方法 特點(diǎn)： 1、以水射流實(shí)現(xiàn)落煤和運(yùn)輸兩個(gè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，把落煤與運(yùn)輸簡化成單一的連續(xù)工序。 2、這種水采方法對(duì)回采空間的煤層頂板不進(jìn)行支護(hù)，作業(yè)人員不進(jìn)入采煤工作面內(nèi)。簡化了采煤工作面的頂板管理，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)的安全性。 3、這種水采方法的采煤工作面以短壁形式布置，具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性。,第二節(jié) 水力采煤法,二、水力采煤方法 （一）傾斜短壁式采煤法 1、采準(zhǔn)巷道布置 2、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 3、采煤工藝 （二）走向短壁式采煤法 1、采準(zhǔn)巷道布置 2、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 3、采煤工藝短壁式采煤法 （三）傾斜短壁式與走向短壁式平煤法的比較,第二節(jié) 水力采煤法,

9、三、水力采煤的適用條件 1、頂板穩(wěn)定或中等穩(wěn)定，底板泥化、底鼓不嚴(yán)重，傾角730的中厚和厚煤層。 2、厚度1m以上、傾角大于30、頂?shù)装宸€(wěn)定性符合水采要求的傾斜、急斜煤層。 3、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、傾角、厚度變化大，但其整體條件仍適合水采的中厚以上的不穩(wěn)定煤層。,第三節(jié) 水砂充填采煤法,一、概述 充填法是一種采空區(qū)處理的方法，它是利用砂子、碎石或爐渣等材料充填采空區(qū)，借以支撐圍巖，防止或減少圍巖垮落和變形。 充填方法：自溜充填、機(jī)械充填、風(fēng)力充填、水力充填。,第三節(jié) 水砂充填采煤法,二、充填材料的要求 （一）對(duì)充填材料的要求 數(shù)量足，取材容易，質(zhì)量好，安全可靠，價(jià)格低，易加工。 （二）充填材料的需要

10、量 1、充填材料的總需要量 2、充填材料的年消耗量,第三節(jié) 水砂充填采煤法,三、水力充填采煤法 傾斜分層走向長壁上行充填采煤法及傾斜分層V形傾斜長壁上行充填采煤法。 （一）準(zhǔn)備方式及采煤系統(tǒng) （二）采煤工藝 （三）V形傾斜長壁上行充填采煤法,第三節(jié) 水砂充填采煤法,四、適用條件 傾斜分層走向長壁上行充填采煤法適用條件： 傾角535特厚煤層； 對(duì)地表變形要求嚴(yán)格的建（構(gòu)）筑物、鐵路下和水體下開采區(qū)域； 頂板極破碎，有煤與瓦斯突出及沖擊地壓的特厚煤層。,第四節(jié) 深井采煤,一、深礦井開采的主要特征 （一）地壓大 （二）地溫高 二、深礦井開采的礦壓控制 （一）巷道布置 1、開拓和準(zhǔn)備巷道應(yīng)布置在巖石力

11、學(xué)性能好的巖（煤）層中。 2、巷道應(yīng)布置在受采動(dòng)影響小的位置。 3、縮短巷道服務(wù)年限。,第四節(jié) 深井采煤,二、深礦井開采的礦壓控制 （二）巷道支護(hù) 1、支護(hù)強(qiáng)度大，能抵抗高地壓； 2、可縮性能好，可縮量大，能適應(yīng)圍巖的大變形； 3、封閉性能好，能夠有效地防止底鼓。,第四節(jié) 深井采煤,二、深礦井開采的礦壓控制 （三）巷道維護(hù) 1、卸壓法 （1）超前導(dǎo)硐 （2）爆破卸壓 （3）鉆孔卸壓 （4）寬巷卸壓 2、圍巖加固法 （1）機(jī)械加固 （2）化學(xué)加固,第四節(jié) 深井采煤,三、深礦井開采的地?zé)岷屯咚箍刂?（一）地?zé)峥刂?在礦井或采區(qū)安裝空調(diào)機(jī)，進(jìn)行制冷降溫。 （二）瓦斯控制 一是控制瓦斯涌出量；二是防止

12、煤與瓦斯突出。,第五節(jié) 煤炭地下氣化,一、煤炭地下氣化原理 首先從地表沿煤層開掘兩條傾斜巷道1和2，然后在煤層中靠下部用一條水平巷道將兩條傾斜巷道連接起來，被巷道包圍的整個(gè)煤體，就是將要?dú)饣膮^(qū)域，稱之為氣化盤區(qū)，或稱氣化發(fā)生爐,一、煤炭地下氣化原理 1.氣化帶 2.還原帶 3.干餾干燥帶,第五節(jié) 煤炭地下氣化,第五節(jié) 煤炭地下氣化,二、煤炭地下氣化方法 通常分為有井式和無井式兩種。無井式地下氣化是應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù)，由地面鉆出進(jìn)、排氣孔和煤層中的氣化通道，構(gòu)成地下氣化發(fā)生爐。 無井式氣化法是用鉆孔代替坑道，以構(gòu)成氣流通道。避免了井下作業(yè)和有井式氣化的其他問題，使煤炭地下氣化技術(shù)有了很大提高，目前，它已在世界上被廣泛采用。,第五節(jié) 煤炭地下氣化,圖1416 無井式地下氣化法,第五節(jié) 煤炭地下氣化,三、適用條件及發(fā)展方向 一般來說，多孔而