采矿07《煤矿特殊开采方法》讲稿(多媒体)

第一篇：采矿07《煤矿特殊开采方法》讲稿(多媒体)

煤矿特殊开采方法

主讲人：廖学东

硕士生导师

高级工程师

绪 论

一、什么是特殊开采

特殊开采是研究某些特殊条件下开采煤层所采用的特殊开采技术和方法。

二、特殊开采的研究内容

（一）岩层与地表移动

岩层与地表移动是指由于地下开采引起的岩层与地表的移动，也称为“开采沉陷”。

（二）建筑物下采煤

建筑物下采煤是指从技术上、经济上、使用要求上不适合搬迁的建筑物、构筑物等所压煤层的开采。

（三）铁路下采煤

铁路下采煤主要是指国家一、二级铁路干线和重要的铁路支线（国家三级铁路）下所压煤层的开采。

（四）水体下采煤

水体下采煤是指受水患威胁的地面水体和可采煤层以上的地下水体所压煤层的开采。

地面水体

松散含水层

基岩含水层

（五）水体上采煤

水体上采煤是指受基盘或底板岩溶承压水威胁煤层的安全开采，又称岩溶承压水体上采煤。

奥陶纪灰岩 茅口灰岩 栖霞灰岩

底板灰岩水

（六）其它特殊条件下开采

三、特殊开采的发展概况

1、建筑物下采煤方面

2、铁路下采煤方面

3、水体下采煤方面

4、水体上采煤方面

四、学习特殊开采的意义

第一章 矿山岩层与地表移动

第一节 岩层移动的基本规律

岩层移动：地下煤层采出后，在岩体内部形成一个空洞，使围岩原有的应力平衡状态受到破坏，引起应力的重新分布，直至达到新的平衡，这一复杂的现象和过程称为岩层移动。

采空区上覆岩层移动示意图

一、岩层移动的基本形式

1、弯曲

2、开裂（裂缝）

3、垮落

4、滑移及滑落

滑移：指煤层顶板沿层理面方向的移动。

岩层滑移 滑落：指煤层底板向采空区方向的整体移动。

岩层滑落

二、采空地区岩层移动规律

（一）岩层移动的竖向分带

1、上覆岩层

岩层移动竖向分带示意图

1冒落带，2裂缝带，3弯曲下沉带，4层向裂隙带，5弹性影响带

①冒落带

直接与煤层接触的顶板发生冒落的那部分岩层。

冒落带的特点：a、岩层发生粉碎性破坏；b、下段岩层呈杂乱无章堆积，碎胀系数大，上段岩层有可能出现似层状堆积，碎胀系数小；c、具有很强的连通性、导水性、透气性，甚至还能透泥、透砂。②裂缝带

位于冒落带上方、以产生裂缝为主要特征的那部分岩层。

裂缝带特点：a、岩层仍保持原有层状；b、岩层内产生竖向裂缝（垂直于煤层层面）和离层裂缝（平行于煤层层面），这些裂缝可相互沟通，具有一定的连通性、导水性、透气性，但一般不具透泥、透砂能力。

③弯曲下沉带

位于裂缝带上方、直至地表的那部分岩层。

弯曲下沉带特点：a、以弯曲下沉为基本特征；b、岩层仍保持原有层状；c、可能出现少量的竖向裂缝（地表盆地边缘）和离层裂缝，这些裂缝一般不沟通，所以一般不具连通性、导水性、透气性。

2、下伏岩层 ①层向裂隙带

位于煤层下方紧贴煤层的那部分岩层。

层向裂隙带特点：a、以大量层向裂隙为主要特征，同时在采空区边缘附近还会产生剪切裂缝，这些裂缝可能相互沟通；b、该带波及下方水体，会成为底板承压水突水的通道。

②弹性影响带

位于层向裂隙带以下、采动影响所能波及的那部分岩层。

弹性影响带特点：a、不产生层向裂隙和其它裂隙，不具导水性；b、能传递矿山压力，会诱导底板突水或瓦斯突出。

3、竖向分带的变异

（1）实行充填或条带开采时，一般不会出现冒落带，仅有裂缝带和弯曲下沉带。

（2）采厚小、顶板坚韧时（如石灰岩），顶板会出现缓慢下沉，不出现冒落带，裂缝带亦不明显，只出现弯曲下沉带。

（3）采深小、采厚大时，可能是冒落带、裂缝带直达地表，而无弯曲下沉带。

（4）急倾斜煤层开采时，不但顶板发生冒落破坏，而且底板易产生滑动（倾角>55°时易发生），各带不明显。

（5）地质构造复杂或采用非正规采煤法时，岩层会出现杂乱无章的破坏，地表出现非连续变形，甚至产生抽冒和切冒等非均衡破坏。

（二）岩层移动的空间分区

走向剖面 倾斜剖面

压缩区 剪切区 膨胀区 剪切区 压缩区

1、上覆岩层（1）充分采动区

受采动影响充分的地区（图中OAB、0CD）。

充分采动区特点：a、岩层层面上各点只有下沉，没有变形，下沉值达到了该地质采矿条件下的最大值，且各点的移动矢量一致；b、岩层移动结束，除冒落带以外，岩层层面仍保持原有产状。

充分采动角：充分采动区的边界线与煤层层面的交角（锐角），用ψ（扑赛）表示。

充分采动角

（2）非充分采动区

受采动影响不够充分的地区（图中OAEFBO、0CGHDO）。

非充分采动区特点：a、岩层层面上各点不仅发生下沉，而且还有变形，下沉值没有达到该地质采矿条件下的最大值，各点的移动矢量不同；b、岩层移动结束，岩层层面原有的产状发生变化。

2、下伏岩层（1）膨胀区

位于采空区下方的底板区域。

膨胀区特点：岩层处于卸压状态，以向上臌胀为基本特征，为层向裂隙带的主要部分。

（2）压缩区

位于采空区四周煤柱下方的区域。

压缩区特点：受支承压力的影响，岩层处于压缩状态。（3）剪切区

位于膨胀区与压缩区之间的底板区域。

剪切区特点：岩层处于剪切状态，产生明显的剪切裂缝，是底板突水的主要通道。

三、岩层移动的时间过程

1、初始阶段

2、初次来压阶段

3、正常推进阶段

4、稳定阶段 第二节 地表移动的基本规律

地表移动：因采矿引起的岩层移动波及到地表，使地表产生移动、变形、破坏的现象和过程称为地表移动。

一、地表移动的形式

1、地表移动盆地

由于采矿引起岩层移动波及到地表，在地表形成的沉陷区域称为地表移动盆地，又称为地表下沉盆地，在矿区经常称之为塌陷区。

2、裂缝及台阶

开采急倾斜煤层时地表移动特征

3、塌陷坑（塌陷漏斗）

地表塌陷漏斗

二、地表移动盆地的基本特征、类型及边界参数（角量参数）

（一）地表移动盆地的基本特征 走向剖面 倾斜剖面

地表移动盆地示意图

1、盆地面积大于采空区面积，盆地是岩层移动波及的最大范围（地下范围小）；

2、盆地一般呈椭圆形，长轴和短轴分别与采空区主要延展方向和宽度相对应（即与工作面长度和宽度相对应）；

3、开采水平煤层，盆地面积与采空区面积处处对称；开采有倾角煤层，盆地面积与采空区面积在走向方向对称，在倾斜方向不对称，盆地向下山方向偏移，煤层倾角越大，偏离越严重。

主断面：通过地表移动盆地最大下沉点沿煤层走向方向或倾斜方向的垂直剖面称为主断面。

（二）地表移动盆地的类型及构成

1、地表移动盆地的类型

充分采动：当充分采动区顶点超出地表，地表形成盘形（平底）移动盆地，这样一种地表移动的形态。

刚达到充分采动时的地表移动盆地 超充分采动时地表的移动盆地

非充分采动：当充分采动区顶点未超出地表，地表形成碗形移动盆地，这样一种地表移动的形态。

2、地表移动盆地的构成（1）外边缘区

位于边界煤柱上方地表。（2）内边缘区

位于边界煤柱和采空区中部之间上方部分。（3）中央区

位于采空区正上方地表。

（三）地表移动盆地的边界参数（角量参数）

边界角、移动角和裂缝角

1、边界角

在充分采动或接近充分采动条件下，移动盆地主断面上的边界点和采空区边界点的连线与水平线在煤壁一侧的夹角。

2、移动角

在充分采动或接近充分采动条件下，移动盆地主断面上最外侧的临界变形值点和采空区边界点的连线与水平线在煤壁一侧的夹角。

3、裂缝角

在充分采动或接近充分采动条件下，移动盆地主断面上地表最外侧的一条裂缝和采空区边界点的连线与水平线在煤壁一侧的夹角。

4、最大下沉角

在移动盆地倾斜主断面上，采空区中点和地表最大下沉点在地表水平线上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角。

最大下沉角

（a）非充分采动或充分采动条件下；（b）超充分采动条件下

三、地表移动变形的基本参数

1、下沉

指地表点沿铅垂方向向下移动。

2、水平移动

指地表点沿水平方向发生移动。

3、倾斜

指地表单位长度内下沉的差值。

4、曲率

指地表单位长度内倾斜的差值。

5、水平变形

指地表单位长度内水平移动值的差值。

四、地表移动变形曲线及函数关系

（一）地表移动变形曲线

1、有限盆地走向主断面的移动变形曲线

1—下沉曲线；2—倾斜曲线；3—曲率曲线；4—水平移动曲线；5—水平变形曲线

2、半无限盆地接近充分采动时走向主断面的移动变形曲线

1— 下沉曲线；2—倾斜曲线；3—曲率曲线；4—水平移动曲线；5—水平变形曲线

3、半无限盆地超充分采动时走向主断面的移动变形曲线

1—下沉曲线；2—倾斜曲线；3—曲率曲线；4—水平移动曲线；5—水平变形曲线

4、倾斜煤层（15°< α < 55°）倾向主断面移动变形曲线

1—下沉曲线；2—倾斜曲线；3—曲率曲线；4—水平移动曲线；5—水平变形曲线

（1）一般沿倾斜方向达不到充分采动。

（2）各种移动变形曲线对采空区都失去了对称性，皆向下山方向偏移。（3）下沉曲线的上山部分比下山部分要陡，范围要小。（4）水平移动曲线的最大水平移动点位于下山方向。

（5）水平变形曲线的最大拉伸变形在下山方向，最大压缩变形在上山方向。

5、急倾斜煤层（α>55°）倾向主断面移动变形曲线

1—下沉曲线；2—倾斜曲线；3—曲率曲线；4—水平移动曲线；5—水平变形曲线

（1）下沉盆地形态的非对称性十分明显。

（a）非对称的瓢形盆地；（b）比较对称的碗形盆地

（2）随着煤层倾角的增大，最大下沉点位置逐渐移向煤层上山方向。（3）在松散层较薄的情况下，可能只出现指向上山方向的水平移动。（4）当开采厚度大、开采深度小时，开采后易使地表煤层露头处出现塌陷坑，使各种移动变形曲线在地表出现不连续。

1—下沉曲线；2—水平移动曲线；3—水平变形曲线；4—地表塌陷坑

（二）地表移动变形的函数关系 设x是地表点的位置，则：

1、下沉：W = f（x），下沉是计算其它各函数关系的基础。

2、倾斜：倾斜为下沉的一阶导数，所以i= i（x）= f′(x)

3、曲率：由微积分可知K= y〃/（1+ y′2）3/2，在此，y′= f′(x)，y〃= f〃(x)由于移动盆地的倾斜值很小，y′2更小可忽略，所以：

K= K(x)≈ f〃(x)

4、水平移动：根据大量的实测资料分析表明，水平移动与倾斜形态相似，变化规律相同，所以：u = u(x)= Bi（x）=B f′(x)，B ——相似系数。

5、水平变形：由于水平变形为水平移动的一阶导数，所以：

ε=ε(x)= u′(x)=B f〃(x)由此，水平变形和曲率曲线也是形态相似，变化规律相同。若已知下沉曲线的函数关系W = f（x），则：

i= f′(x)K= f〃(x)u= B f′(x)ε=B f〃(x)

五、地表移动的时间过程

（一）地表开始移动时间

1、用时间表示：就是用工作面自开切眼开始回采到地表开始发生移动（地表下沉10mm的点）时的时间间隔来表示。

2、用起动距表示：就是用工作面自开切眼开始推进到地表开始发生移动时的推进距离来表示。

（二）地表移动的超前影响

工作面推进过程中的超前影响

1、超前影响角

工作面前方地表开始移动的点（下沉10mm的点）与工作面的连线与水平线在煤柱一侧的夹角，用ω表示，见上图。

2、超前影响距

工作面前方地表开始移动的点到工作面的水平距离称为超前影响距，用l 表示，见上图。

（三）地表移动的滞后性——地表下沉速度

工作面推进过程中的下沉速度曲线和滞后影响

1，2—非充分采动时的下沉速度曲线；3，4—充分采动时的下沉速度曲线

1、最大下沉速度滞后角

移动盆地最大下沉速度点与工作面连线与水平面在采空区内侧的夹角，用φ表示，φ一般为70°—80°.2、最大下沉速度滞后距

移动盆地最大下沉速度点与工作面的水平距离，用L表示。

（四）地表移动盆地的形成过程

下沉盆地形成阶段图

1、有限盆地阶段

2、尖底半无限盆地阶段

3、平底的半无限盆地阶段

（五）地表移动持续时间

所谓地表移动持续时间就是从地表开始移动到停止的整个时间过程，也就是地表移动盆地形成的总时间，用T来表示。

地表移动持续时间或地表移动过程总时间T，分为三个阶段（V为地表下沉速度）：

（1）开始阶段T1：10mm/月< V < 50mm/月（α<45°）α—煤层倾角

或10mm/月< V < 30mm/月（α>45°）（2）活跃阶段T2：V > 50mm/月（α<45°）

或V > 30mm/月（α>45°）（3）衰退阶段T3：V < 50mm/月（α<45°）

或V < 30mm/月（α>45°）

第二篇：煤矿开采方法

摘要:随着社会经济的发展，我国许多煤矿由于生产技术和生产设备的落后，及安全条件差而导致被关闭.所以，提高煤矿开采技术政策，使煤犷开采技术机械化以及提高生产设备，改进煤矿的开采方法和技术工艺对我国煤矿的开采起着重要意义.关健词: 煤矿开采;开采工艺;开采方法;开采技术

第三篇：特殊开采方法复习题

一开采引起的岩层与地表移动

1、四区、三带的规律和特点，影响三带高度的主要因素。（1）充分采动区：位于采空区中部上方，该区内的岩层垮落与沉降已趋于停止，但范围仍随开采范围扩大而不断扩大；岩层平行于其原始层位；移动向量达到最大程度。（2）顶底板压缩区：受支撑压力作用而形成的；该区中顶板岩层距地表越近，下沉值越大。（3）最大弯曲区：此范围岩层向下弯曲的程度最大；岩层层面上将出现较多的拉伸裂隙，甚至使整层岩层断裂。（4）底板隆起区：由于卸压及水平方向的压缩，底板出现均匀隆起区和不二建筑物下采煤

1、地表移动变形对建筑物的影响

地下开采对地表的影响分为两类：一类是移动，包括下沉和水平移动；另一类是变形，包括倾斜、曲率、水平变形、剪应变和扭曲。

(1)下沉。均匀下沉不会对建筑物带来损害；下沉会使连通建筑物的各种管线的坡度发生变化；下沉较大而水位又很浅时，会是建筑物内积水和潮湿。

(2)倾斜。倾斜造成建筑物重心偏移。对底面积小而高度又大的杆状建筑物影响较大。

（3）曲率。有正曲率和负曲率下沉系数小；（2）主要影响角正

切小；（3）水平移动系数随采深增加变小；（4）地表移动期短；（5）地表多次下沉。

保留条带宽度a的确定：1）稳定性要求。宽高比。2）强度要求。A、单向应力状态下的强度要求。B、三向应力状态下的强度要求。保留条带能承受的极限载荷要大于实际承受的载荷。

5、不迁村采煤的理论依据（1）不迁村全采，采后维修和补偿。（2）不迁村条带开采。（3）不迁村就地重建抗采动变形建筑。

第三章 铁路下采煤

1、铁路下采煤的特点：

2、水体下的采煤方式（1）顶水采煤：（2）疏水采煤：（3）顶疏结合采煤：（4）堵截水源与疏水结合采煤： 第五章 承压水上采煤

1、影响底板突水的主要因素：（1）水源条件（2）地质构造：断层、岩溶陷落柱:(3)隔水层的阻水能力(4)矿山压力。

4、在承压含水层上带压开采时，有利于减少底板破坏深度，提高底板保护层厚度的技术措施：1）缩短工作面长度2）缩小来压步距3）改变顶板管理方法和采煤方法4）改革采区巷道布置5）处理断层和陷落柱6）注浆加固底板，提高保护层强度7）其它。均匀隆起区。

（1）垮落带：由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空区垮落的岩层。特点：分为规则垮落带和不规则垮落带；岩石的碎胀性使垮落带岩石的体积明显增大；高度取决于采出厚度、上覆岩层的岩性、碎胀系数和煤层倾角。（2）断裂带：垮落带上方的岩层产生断裂和裂缝，但仍保持其原有层状的岩层。特点：岩层层面上出现垂直于层面的拉伸裂隙；各岩层之间产生平行于层面的离层；岩层一般都能导水；断裂带随开采空间扩大而向上发展，达到最大，继续扩大时，高度又随之降低；重复开采时，高度上升幅度减小。

（3）弯曲带：断裂带上界至地表的岩层。特点：具有隔水性；保持整体性和层状结构，很少存在离层裂隙；采深较大时，弯曲带高度可能远大于垮落带和断裂带高度之和；地表下沉盆地边缘往往要出现张裂隙。影响三带高度的因素：（1）顶板岩性；（2）煤层倾角；（3）采高及厚煤层分层次数；（4）采空区范围大小；（5）采空区处理方法。

2、地表移动和破坏的形式，地表移动的各种角量参数的定义、确定方法。形式：（1）地表移动盆地；（2）裂缝；（3）塌陷坑。参数：充分采动角，边界角，移动角，裂隙角和最大下沉角。

5、地表移动变形的预计方法，掌握概率积分法，对该方法的原理、基本参数、基本方法要清楚，如概率积分法预计地表沉陷时需要用到的参数有哪些？ 基本原理：（1）将矿山岩体看成为一种松散介质，开采引起的岩层与地表移动过程类似于松散介质的移动过程，该过程是一个服从统计规律的随机过程，可用概率论的方法揭示；（2）可将整个开采范围分解成无穷多个无限小的开采单元，单元开采下沉盆地的下沉曲线为正态分布密度函数；（3）整个开采范围对地表的影响相当于无穷多个单元开采对地表造成的影响之和，可以用概率分布密度函数曲线的积分来完成。

参数：任意点的位置x；主要影响半径r；地表下沉系数η；水平移动系数b。

预计地表移动和变形时，只需计算出最大值，再以预计点的x/r为印数查表，求得分布函数的值，再把相应的最大值与分布函数值相乘即得。之分。正曲率使建筑物出现上宽下窄的竖向裂缝和倒八字裂缝。负曲率使建筑物出现正八字裂缝和水平裂缝。曲率对底面积小的建筑物影响较小，对长度大的建筑物影响较大。

（4）水平变形。水平变形对建筑物的破坏作用很大，尤其是拉伸变形的影响。

一般来说，地表拉伸变形与正曲率、地表压缩变形和负曲率同时出现。由以上分析可知，使建筑物产生变形和破坏的主要原因是曲率和水平变形。

3、建筑物下采煤的井下开采技术措施，如建筑物下采煤时，两层煤之间采用协调开采的原理，再如减少开采引起的地表建筑物所受变形的主要技术途径： 对于连续型下沉，井下采取的开采技术措施大致上分为两类，一类是既能减少地表下沉又能减少地表变形的井下开采技术措施；一类是减少地表变形的井下开采技术措施。

一、防止地表突然下沉和塌陷的开采技术措施

1、缓倾斜和倾斜厚煤层浅部开采时，采用倾斜分层采煤法；

2、开采急倾斜煤层时，采用分层间歇式采煤法；在煤层露头处应保留足够高度的煤柱；

3、查明建筑物下方是否有老窖、废巷、岩溶、老井以及它们被充填的程度并采取措施。

二、既能减少地表下沉又能减少地表变形的井下开采技术措施

1、充填法处理采空区；

2、条带采煤法；

3、采空区离层带中高压注浆法

三、减少地表变形的井下开采技术措施

1、限厚开采

2、消除或减少开采引起的地表变形不利叠加，利用地表变形有利叠加

（1）分层间间歇开采；（2）尽量采用无煤柱开采技术，避免残留尺寸不当的煤柱；（3）布置较长的工作面，使建筑物仅承受动态变形；（4）协调开采；（5）合理布置各煤层或上下分层的开采边界（看书）；（6）合理部署工作面推进方向。

3、合理确定建筑物与开采区域的相对位置

4、对称背向开采

4、条带采煤法开采的理想地质条件、移动变形特点及保留煤柱宽度的确定方法

理想地质条件：煤层埋深小于400-500m，单一煤层，厚度比较稳定，顶板岩层和煤层较硬。地表移动和变形特点：（1）地表（1）在安全上比一般建筑物要求要高；（2）因受到列车动载荷的作用，铁路线路的移动和变形较为复杂；（3）线路在开采影响过程中可以通过日常的维修，及时消除自身的移动和变形。

2、地表移动变形对建筑物的影响

（1）倾斜。倾斜将使线路增减相应的坡度。沿线路方向的倾斜会使线路原有的坡度发生变化；垂直线路方向的横向倾斜将使两股钢轨下沉不等；（2）曲率。线路相邻段不均匀倾斜将导致竖直方向上原有竖曲线的曲率半径变化，地表下沉曲线的正负曲率可使线路原有的曲率半径增大或减小。（3）横向水平移动。使线路直线段弯曲，使弯曲段的半径增大或减小。（4）纵向水平移动和变形。拉伸变形使轨缝增大，可能拉断鱼尾板或切断联接螺栓；压缩变形使轨缝缩小或闭合，使钢轨接头处或钢轨产生附加应力。

3、铁路下采煤的技术措施：（1）满足一定的采深与采厚比；满足规定要求。（2）防止地表突然下沉或塌陷；缓倾斜和倾斜厚煤层浅部开采时，采用倾斜分层采煤法；开采急倾斜煤层时，采用分层间歇式采煤法；在煤层露头处应保留足够高度的煤柱；查明建筑物下方是否有老窖、废巷、岩溶、老井以及它们被充填的程度并采取措施。（3）减少地表下沉；最有效的方法是采用全部充填法，其次是采用条带采煤法。（4）消除和减轻地表变形的叠加影响；采用无煤柱开采、顺序开采及协调开采等方法。（5）合理布置工作面；应尽量将开采区域布置在铁路的正下方，使线路处于移动盆地的主断面上，且工作面推进方向与铁路线路平行。

必要时，留设好铁路煤柱。

第四章 水体下采煤

1、水体下采煤的理论依据

“三带”理论(1)对于地面水体、松散层底部和基岩中的强、中含水层水体、要求保护的水源等水体，不允许导水断裂带波及；（2）对于松散层底部的弱含水层，允许导水断裂带波及；（3）对于厚松散层底部为极弱含水层或可以疏干的含水层，允许导水断裂带进入，同时允许垮落带波及 隔水层理论（1）水体底面与煤层之间应有相应厚度的隔水层，才能实现水体下安全采煤。（2）一定厚度的泥岩和粘土层是水体下安全采煤的良好隔水层。

第六章 上行式开采顺序采煤

1、恒底式采煤法的优缺点，及其适用条件（或开采煤层的共同特点）

优点：(1)巷道系统简单，分层巷道始终沿煤层底板开掘，与上山的联系简单可靠，采区掘进率低（2）采煤工艺简单，不需铺设人工假顶，节省原材料，有利于提高工效，降低成本（3）岩层活动对工作面影响小，顶板易于管理，巷道易于维护。(4)各分层工作面的底板始终是煤层的原生底板，支架直接支在底板上，有利于发挥支架的支撑能力（５）工作面设备搬迁距离近，易于搬迁（６）在煤层顶板含水大或复合顶板等特殊条件下，有利于消除水患及冒顶的威胁，利于安全生产（７）技术经济效益显著。缺点：（１）对煤体的粘结性要求高，破碎煤体必须容易粘结、压实后易形成再生煤体（２）不利于防止煤层自燃，需要采取防煤层自燃措施，使开采技术变得复杂（３）煤矸容易混杂（４）对注水质量要求高，如果采前注水不及时或效果不好，将在落煤、装煤、运煤、放顶过程中，煤层易飞扬，空气中煤尘含量较高，威胁矿井安全生产。使用条件：（１）缓倾斜及中倾斜厚煤层，顶板松软破碎，弯曲性能较好，或顶板含水，而煤层遇水容易胶结。采用倾斜分层下行垮落采煤法存在很大困难时，采用恒底式采煤法有很好适应性。（２）煤层为中硬，粘结性强，易破碎，这样的煤体冒落后，在上覆岩层重压及水和泥浆作用下，容易形成再生煤体（３）每次不易自燃（４）煤层的瓦斯含量不宜太大（５）若开采顶板含水不大的厚煤层，煤层及顶板岩层应有较好的再生能力，且有较好的隔水性能。

第四篇：煤矿开采方法说课稿

《煤矿开采方法》说课稿

一 教材分析教材地位

煤矿开采方法是学习和掌握煤矿开采技术的综合性技术课程，是煤矿开采技术专业的核心课程和主干课程。根据煤矿生产、技术、管理一线高技能人才职业岗位（群）知识、能力和素质要求，坚持理论与实际紧密结合，阐述不同煤层赋存条件下的井田开拓方式、采煤方法、开采设计等专业理论知识和实践知识。因此，学习好本课程，对于从事煤矿生产一线的工程技术人员来说，是至关重要的。2 教材特色

本书突出了职业教育特色，注重应用能力和实践能力的培养，以适应煤炭类煤矿开采技术专业对煤矿建设生产知识的要求。本书系统地介绍了煤矿开采的基本知识和煤矿建设的专业知识，并反映了近年来煤矿建设生产的最新技术、最新成果和煤炭科学技术的发展趋势。教材目的目的是使学生对煤矿建设、安全技术、科学技术的现在及其发展方向具有全面、概况的了解，并明确所学专业在煤矿建设和生产中的地位和作用，为学好有关专业课程奠定了基础。课程目标

通过本课程的学习，本专业毕业生应当具备以下技能：

1）能进行采区巷道布置方案的设计、合理确定采煤工艺、编制采煤工作面作业规程。

2）能组织采煤工作面生产及工程质量验收。

3）会编制采煤工作面各种安全技术措施，针对事故预兆能采取正确的安全技术措施。

4）能进行采煤等主要工种的技术操作。

二 教学内容

本书是一门系统地介绍煤矿建设和生产科学技术基础知识的课程。1完成方法模块

课堂理论教学110学时

课内实践教学30学时知识内容模块

模块1.井田开拓知识（46学时）

模块2.采煤方法（64学时）

模块3.开采设计（30学时）

课程详细内容：

模块1.绪论与井田开拓

1）绪论：采矿学科的发展；煤矿开采的基本概念

初步了解采矿学科的历史、现状，了解《煤矿开采方法》课程的性质、特点、目的及主要内容；矿井开采技术发展方向。

2）井田开拓

²井田开拓的基本知识；

²井田开拓方式；

²井底车场；

²井田开拓的基本问题。

3）实践教学

矿井开拓系统模型实践教学。

技能培养要求：能够叙述巷道的名称、形式、用途、主要技术装备及同周围巷道的空间关系，建立矿井巷道的空间概念，能合理选择矿井开拓方式，熟悉井底车场形式及其组成，并能绘制井底车场线路布置图，熟悉矿井生产系统。模块2.采煤方法（包括：采煤系统与采煤工艺和特殊条件开采等）

1）采煤方法

²采煤方法的概念和选择；

²工作面矿山压力显现规律；

²走向长壁采煤法采煤系统；

²近水平煤层长壁采煤法采煤系统；

²长壁采煤法采煤工艺；

²厚煤层放顶煤采煤法；

²采煤工作面生产技术管理。

2）矿井特殊条件开采方法

²急倾斜煤层采煤法；

²柱式体系采煤法；

²矿井其他开采方法。

3）实践教学

²观看长壁采煤法采煤工艺与特殊条件开采电视录像片。

²采区巷道布置模型、采煤工艺模型等实践教学。

²开展采煤工艺发展趋势课堂讨论。

技能培养要求：建立采（盘）区巷道空间立体概念，熟悉不同煤层赋存条件下采（盘）区巷道方式、生产系统的构成等；能够识读和绘制采区巷道布置系统图；熟悉采煤工作面布置及主要装备、采煤工艺过程，各道工序的工作方式及其在时间与空间上的配合关系，并能进行采区巷道布置方案和采煤工作面生产工艺设计；能编制采煤工作面生产作业规程，具有采煤工作面生产技术管理的基本能力。

模块3.矿井开采设计

1）矿井开采设计

²矿井设计主要内容；

²采区设计的程序和内容；

2）轨道线路设计

²矿井轨道线路设计基本知识、线路联接点方式；

²采区（上、中、下）车场线路设计；

3）采区硐室设计

²采区绞车房硐室设计；

²采区变电所设计

3）实践教学

采区车场线路布置模型

技能培养要求：能够叙述矿井、采区设计主要内容和设计方法；能正确选择采区车场形式，并能进行线路设计计算。

三 课程实施

1课程的重点、难点及解决办法

依据煤矿开采方法课程特点与煤矿地下生产的特殊性，煤矿开采方法课程的重点和难点如下：

第一篇：井田开拓

1）井田再划分；

2）井田开拓方式选择及应用；

3）矿井主要运输巷道和井底车场布置形式；

第二篇：采煤方法

1）缓斜、倾斜走向长壁采煤法采煤系统；

2）综合机械化采煤工艺；

3）采煤工作面生产技术管理。

4）厚煤层放顶煤采煤法

第三篇：矿井开采设计

1）采区方案设计；

2）采区上、中、下部车场线路设计；

3）采区硐室设计。

我们采取的相应的突破方法有：加强实践环节，边看边学；以职业能力需求设计教学知识点。学法指导

（1）注意前后所学知识的串联，综合应用；

（2）加强教辅材料和网络资源的使用；

（3）多问自己几个为什么。教学模式设计

采取的教学模式主要有实训教学相结合、任务驱动等几种。

实训教学相结合：参观实训基地，了解课程中涉及到的具体实物。

任务驱动：煤层课程后都给学生布置相应的课程任务，并要求学生在下次课提前交，验收时要求学生讲解其思路并简要说明技术应用过程。教学方法

根据教学内容，采用相应的教学方法有讲授法、演示法、任务驱动教学法、小组讨论教学法。

讲授法：重点讲授每节课所涉及到的重点、难点理论知识。

小组讨论：在实践过程中，根据课程内容组织一些专题讨论，有针对性将一些重点、难点的内容融入习题或案例中，井下启发式教学，要求学生用所学过的知识或开拓思路去解决。

任务驱动教学法：以学生为主体，教师为主导，学生主动参与、自主协作。5 教学程序设想

（1）由引入：把教学内容转化为具有潜在意义的问题，让学生产生强烈的问题意识，使学生的整个学习过程成为“猜想”继而紧张的沉思，期待录找理由和证明过程。在实际情况下学习可以使学生利用已有的知识与经验，同化和索引出当肖学习的新知识，这样获取知识，不但易于保持，而且易于迁移到陌生的问题情境中。

（2）由实例得出本课新的知识点。

（3）讲解例题。在讲例题时，不仅在于怎样解，更在于为什么这样解，而及时对解题方法和规律进行概括，有利于学生的思维能力。

（4）能力训练。课后练习使学生能巩固羡慕自觉运用所学知识与解题思想方法。

（5）总结结论，强化认识。知识性的内容小结，可把课堂教学传授的知识尽快化为学生的素质，数学思想方法的小结，可使学生更深刻地理解数学思想方法在解题中的地位和应用，并且逐步培养学生良好的个性品质目标。

（6）变式延伸，进行重构，重视课本例题，适当对题目进行引申，使例题的作用更加突出，有利于学生对知识的串联，累积，加工，从而达到举一反三的效果。

（7）板书

（8）布置作业。

针对学生素质的差异进行分层训练，既使学生掌握基础知识，又使学有余力的学生有所提高，教学程序：课堂结构：复习提问，导入讲授课，课堂练习，巩固新课，布置作业等五部分

四 课程教学效果

该课程教学设计对09级学生进行授课后取得明显效果。学生参与意识、学习兴趣明显提高。通过任务驱动的教学模式，学生分析问题和解决问题的能力、团队精神和合作能力得到提高。

3收到了学生的好评。

第五篇：煤矿特殊条件开采暂行管理办法

山西省煤炭工业厅

煤矿特殊条件开采暂行管理办法

晋煤行发（2014）1561号

第一章 总 则

第 1-1 条 为巩固我省煤矿企业兼并重组整合成果，进一步加强我省煤矿资源管理和利用，促进煤矿企业安全发展、科学发 展和可持续发展，根据《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第16号）、《生产煤矿回采率管 理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第17号）以及《煤矿安全规程》，特制订本办法。

第 1-2 条 本办法所称的煤矿，是指在山西省境内证照齐全、合法有效并完成煤矿生产能力登记公告的生产煤矿，建设煤矿涉及有关内容的按照批准的设计严格执行。

第 1-3 条 本办法所称的特殊条件开采，是指“三下开采、蹬空开采、边角煤开采、旧采空区复采”等。

第 1-4 条 鼓励煤矿企业在安全、合理、经济的前提下，进行特殊条件采煤，提高资源回收率。鼓励煤矿企业开展特殊条件开采技术研究，采用适宜特殊条件开采的技术、工艺。

第 1-5 条 煤矿企业进行特殊条件开采必须编制技术方案或设计并制定针对性安全技术措施，按规定报批或备案，有关部门对特殊条件开采的可行性应进行充分论证。

第 1-6 条 禁止使用炮采等落后采煤工艺；水文地质条件复杂及以上、煤与瓦斯突出、自燃发火严重的矿井不得进行特殊条 件开采。

第 1-7 条 进行特殊条件开采必须坚持集约生产，原则上在原批准的采煤工作面个数基础上，新增加的特殊开采工作面不超过一个，且矿井必须满足通风、排水、运输、供电、避灾等安全生产需要，并符合《煤矿安全规程》及其他规定。煤矿必须按照 登记公告能力组织生产，不得因增加特殊开采工作面超能力生产。

第 1-8 条 煤矿企业进行特殊条件开采，储量管理及回采率符合有关规定，设计应按有关要求确定合理的回采率，同时必须遵守《煤矿安全规程》及其他规定。

第二章 “三下”开采

第 2-1 条 “三下”开采必须严格执行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》、《煤矿安全规程》和《煤 矿防治水规定》的各项条款。必须按照《煤矿安全规程》规定履 行相关审批手续。

第 2-2 条 开采建（构）筑物、水体、铁路所压煤炭资源应遵循煤炭资源优化利用原则、受护对象安全原则、保护生态环境 原则和企业经济利益与社会效益原则，凡技术上可行、经济上合 理、安全上可靠，丢弃后带来永不可采或其它严重后果的，都应进行开采；在目前技术条件下难以开采，但采用搬迁、就地重建、就地维修、改道（河流）和疏干或改造（地下含水层）等特殊措施，在经济上合理时，可进行开采。

第 2-3 条 建（构）筑物下、铁路下、近水体安全采煤，必须坚持以下原则：在建（构）筑物下采煤时，对于零星建（构）筑物，受开采 影响后经过维修能满足安全使用要求；对于大片建筑物群，受开采影响后大部分建筑物不维修或小修，少部分建筑物经中修和个别经大修能满足安全使用要求；在近水体采煤时，受影响的采区和矿井涌水量不超过其排水 能力、不影响正常生产，以及地面水利设施维修不影响正常使用；在铁路下采煤时，经采取措施不影响列车安全运行。

第 2-4 条近水体采煤时，必须严格控制对水体的采动影响程度。按水体的类型、流态、规模、赋存条件及允许采动影响程度，将受开采影响的水体分为不同的采动等级（详见“建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程”第 50 条表 4）。对不同的采动等级的水体，必须采取留设相应的安全煤岩柱等措施。

第 2-5 条 管部门同意。在铁路下采煤时，采深采厚比必须符合有关规定，同时最小深度中的基岩厚度必须大于垮落带高度。

第 2-6 条 鼓励煤矿企业采用充填法开采“三下”压煤。采 铁路压煤试采，除自营线外，应事先征得铁路主用充填开采“三下”压煤的煤矿，应努力扩大充填范围，在确保生产安全和保护地面生态环境的前提下，实现“三下”压煤资源 的充分回收。

第 2-7 条 切实保护村庄、农田和地下水。在人口密集地区的村庄下采煤，经论证不宜搬迁村庄的，要采用充填开采方式，保障居民正常生产生活。在耕地特别是基本农田保护区下采煤，要做好规划和设计，确定充填开采区域衔接顺序，避免地表二次治理。在需要保水开采的区域，可采用充填开采方式，避免煤炭 开采破坏地下水及含水层。

第 2-8 条 合理选择充填法开采的充填材料。充填材料必须对地下水无污染，凡对地下水水质有影响的，必须预先进行无毒、无害化处理，避免充填材料污染地下水及含水层。鼓励充填材料选择与建筑垃圾处理、固体废弃物(如：煤矸石、坑口电站排放的粉煤灰和炉渣等)循环利用、河道清淤等相结合。

第 2-9 条 井下充填开采应采用机械化充填装备，减轻从业人员劳动强度，加强安全管理，保证充填效果。具体充填工艺结合矿井煤层赋存条件、充填材料种类及来源统筹考虑。

第 2-10 条 实施充填开采的煤矿，应根据地面保护体和生态环境情况，在设计中确定充 填率指标，努力实现地面保护体免受扰动，最大限度降低对地面保护体及地表生态环境的影响。同时设计应对保证充填的均匀性和连续性的施工工艺和技术措施予以 明确。

第 2-11 条 实施充填开采的煤矿，充填开采煤炭产量应分类计量；从地面向井下输送充填材料的，应在输送充填材料时安装计量装置，及时统计充填材料用量。所有计量装置必须符合国家计量标准。

第三章 蹬空开采

第 3-1 条蹬空开采是指矿井已经开采了下部煤层，使上部未采煤层形成了既成事实的蹬空，在满足安全开采条件的前提下对上部未采煤层的开采。蹬空开采应遵循煤炭资源优化利用、企业经济利益与社会效益最大化原则，凡安全上可靠、技术上可行、经济上合理，必须 进行开采；在目前技术条件下难以开采，但采取特殊措施之后经济上合理的，可以进行开采。

第 3-2 条 蹬空开采必须经严格技术论证，满足要求的，可以进行试采，但试采前必须编制开采设计报省煤炭厅审批，试采结束后及时提出试采报告报原审批部门审查。

第 3-3 条 实施蹬空开采的煤层必须满足以下条件：

（1）上部蹬空煤层原则上应位于下部煤层开采裂隙带高度以上，若上部煤层位于下部煤层裂隙带高度以内，必须制定有针对性的、切实可行的安全技术保证措施。

（2）蹬空开采的最小层间距不小于下部煤层开采所形成的垮 落带的高度；

（3）先期开采的下部煤层的上覆岩层移动已经完全稳定。

第 3-4 条 蹬空开采的煤矿，在编制可行性研究报告时，应通过采动影响倍数法、“三带”判别理论、围岩平衡判别法等方法对上部煤层蹬空开采的可行性作出初步判定，同时还应根据现场 条件制定针对性的安全技术保证措施。

第 3-5 条 蹬空开采应加强工作面和巷道的顶底板矿压监测，掌握蹬空开采矿压显现规律。巷道位置应避开应力集中区域，同时选用较高初撑力和工作阻力的支架，回采时应及时支护顶板。底板出现裂隙比较严重或小范围的陷落时，应及时进行充实处理。

第 3-6 条 蹬空开采设计对工作面主要参数要进行充分论证，合理确定工作面切眼长度。

第 3-7 条 蹬空开采时须加强空气、瓦斯、水等监控及漏风、防火等安全管理，制定针对性的措施。开采自燃和易自燃煤层时，必须编制专项安全技术措施。

第四章 边角煤开采

第 4-1 条 边角煤开采是指对煤矿开采布局过程中遗留下的边角残余块段、各种临时保护煤柱等有一定开采价值的煤体的安全开采。主要包括：受断裂构造影响不能布置规则工作面的复杂 块段煤体；布置采煤工作面时，在顺槽平行与切眼直交的切块方 式形成的边外三角； 场地及丼巷保护煤柱构成的有一定开采价值的煤体；小煤窑非法越界开采造成的不规则块段等。边角煤开采前必须做好充分的调研论证工作，遵循技术可行、安全可靠、经济合理的原则，选择合适的开采技术方案，提高资源回收率。

第 4-2 条 边角煤开采尽可能利用现有生产系统，做到经济合理、安全有保障，便于集中生产和管理。

第 4-3 条 利用现有的生产系统能够回采的边角煤，应及早做出开采规划并具体落实。

第 4-4 条 边角煤开采工作面配套设备宜简单、轻便、灵活、易搬运，适应在开采过程中添减设备及搬家倒面频繁的特点。

第 4-5 条 边角煤开采过程中，如遇顶板压力突然增大，支架、支柱折损严重甚至出现大面积压架情况，以及地质构造复杂，断层难以通过时，可提前搬家，撤出设备，另开切眼开采。

第 4-6 条 边角煤必须采用机械化开采。对面积和储量较小的极不规则块段，可采用非壁式采煤法开采，但必须加强“一通 三防”、地测防治水等管理，并制定专项安全措施。

第 4-7 条 边角煤开采必须编制专项设计，由市级煤炭管理部门或省属五大集团公司批准后方可实施。

第 4-8 条 矿井在生产过程中应及时回收边角煤，避免人为造成边角煤。严禁将永久保安煤柱（断层、防水、井田境界、地面建筑物及其他需要永久保证安全而留设的煤柱）做为边角煤开采。

第 4-9 条 一个矿井原则上只能在有关部门已批复的采掘工作面个数基础上，最多布置一个边角煤工作面开采。

第 4-10 条 水文地质类型复杂及以上矿井、煤与瓦斯突出矿井不得进行边角煤开采。

第五章 旧采空区复采

第 5-1 条 旧采空区复采是指对以前采用刀柱式、房柱式、高落式、以掘代采（巷采）等旧采采煤工艺开采留下的采空区、小（古）窑破坏区内残留的煤炭资源进行安全回收开采。

第5-2 条 旧采空区的特点是区内残留煤炭资源量大，绝大部分区域没有放顶，有不同程度的积水、积气。

第 5-3 条 煤矿企业必须准确掌握复采区域以往采动情况，组织对复采可行性进行论证。经煤矿企业论证具备安全开采条件和开采价值的，必须针对复采区域进行必要的地质调查或补充勘探，编制地质说明书，并由煤矿企业总工程师审定。

第 5-4 条 复采必须依据复采区域地质说明书编制专项设计，由各市级煤炭管理部门或省 属五大集团公司组织专家论证后批准，并报省煤炭厅备案；复采原则上不得增加除风井以外的其他井筒，确需增加的严格按照有关规定履行审批手续。火区、大面积积水难以疏干的区域及煤与瓦斯突出矿井的采空区不得进行复采；高瓦斯矿井未做到“应抽尽抽、抽采达标”的不得进行复采。

第 5-5 条 旧采空区残煤井工复采的煤矿，应结合本矿条件，可选择采用旧采残煤综采成套技术或常规壁式综采技术开采回收旧采残煤。

第 5-6 条 旧采空区残煤井工复采必须遵循以下原则：

（1）分区处置，将已采过的整个矿井根据采区分布，注浆封隔分区。在确认原有煤柱没有破坏基础上，原有煤柱可作为分区边界；如果没有煤柱作为分区边界，应采取注浆封隔分区。

（2）分区后应进一步查明地质构造及积水积气情况，采掘作业前先行处理旧采空区积水积气。

（3）根据旧采空区冒顶范围和高度以及煤层厚度选择相应的采煤方法和工艺，并综合考虑通风、排水、救灾、防灾布置矿井生产系统。

第 5-7 条 严格落实防治水管理要求，综合进行物探、化探分析，合理探放水设计，现场作业严格落实“有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采”的原则。

第 5-8 条 加强通风系统管理，尤其是要严格通风构筑物施工质量，减少风量损失。加强空气、瓦斯、水等监控及漏风、防火等安全管理，制定针对性的措施。CH4、CO、CO2 等监控探头应根据实际需要加密，开采自燃和易自燃煤层时，必须编制防灭火专项设计。

第 5-9 条 加强顶板管理。对巷道支护、回采工作面应进行专门顶板矿压观测，支护强度应大于正常煤层开采的支护要求。

（1）通过冒落区必制定专门措施并提前进行积水积气探测和有效处置，保证安全生产。

（2）工作面超前支护距离不小于 30m。

（3）对于顶板未冒落的旧采空区，应提前对开采区域进行维 护并排放瓦斯、积水。

第六章 监督管理

第 6-1 条 违反本办法要求，或未达到设计的采区回采率的，责令限期改正；逾期仍达不到的，责令停产整顿。

第 6-2 条 煤矿企业有下列情形之一的，责令限期改正；逾期不改正的，停产整顿并按有关规定予以处罚。

（1）矿井已进行特殊条件下采煤或正在建设特殊条件下采煤的生产系统，但未按照本标 准制定开采设计和安全技术措施处理方案并上报审批的；

（2）矿井已进行特殊条件下采煤或正在建设特殊条件下采煤的生产系统，但未批复开工报告或者被责令停工擅自建设的；

（3）矿井特殊条件下采煤的井巷工程未按设计施工的；

（4）超过批复能力生产、或超范围施工和开采的；

（5）特殊条件下采煤的煤矿，未按照要求报送煤矿储量报告、实际采区回采率的；

（6）建设、生产引起人员伤亡、安全事故、财产损失、地质灾害、环境破坏的；

（7）违反其他法律法规规定的。

第七章 附则

第 7-1 条 本办法由山西省煤炭工业厅负责解释。第 7-2 条 本办法自发布之日起施行。