煤礦特殊開采方法

1、巖層移動：因采礦引起采空區(qū)附近及 上履巖石的移動、變形和破壞的現(xiàn)象 其特征取決于地質(zhì)因素和采礦因素， 其中最主要的是： 巖石的結(jié)構(gòu)、力學(xué) 性質(zhì)及含水性；煤層傾角、厚度與煤 深；采煤方法及開采范圍大小因素。 煤壁片幫受支撐壓力的影響，煤壁附 近的煤體被壓碎后脫離煤壁的現(xiàn)象 從煤層直接頂板開始，由下向上依次 垮落、斷裂、離層、彎曲，對移動期 間和移動穩(wěn)定后的上履巖層按其破 壞程度不同，大致劃分為垮落帶、斷 裂帶、彎曲帶?？迓鋷В?由采礦引起的上履巖層破壞 并向采空區(qū)垮落的巖層。 垮落帶特點： 1)xx 工作面回柱放 頂或移架后，與煤層毗鄰的直接頂失 去支撐力破碎成大小不一和形狀各異的巖塊，逐層垮落

2、堆積在底板上， xx 是靠近煤層的直接頂巖層，其垮落 后 xx 是破碎和紊亂。分不規(guī)則垮落帶 和規(guī)則垮落帶兩部分。 2）巖石的碎 脹性使垮落帶巖石的體積明顯增大， 生產(chǎn)期間，垮落后的直接頂巖層的碎 脹系數(shù)一般可達(dá) 1.3-1.5。3）垮落帶 高度取決于采出厚度、上履巖層的巖 性、碎脹系數(shù)和煤層傾角。 Hk=M/（k-1）cosaHk-垮落高度，M-煤層采高，k-巖石碎脹系數(shù)。a-煤 層傾角。斷裂帶： 垮落帶上方的巖層產(chǎn)生斷裂 或裂縫，但仍保持其原有層狀的巖石 帶。曾稱為裂隙帶。 斷裂帶巖層破壞的特點： 1）垮落帶 之上的各分層巖層在彎曲下沉過程 中，若承受的拉應(yīng)力大于其抗拉強 度，厠巖層層面上

3、將出現(xiàn)垂直于層面 的拉伸裂隙 2）各巖層之間產(chǎn)生平行 于層面的離層，離層裂隙的寬度靠下 部分較大，靠上部分較小 3）斷裂帶 中的巖層分布著大致平行于層面和 垂直與層面的裂陷，這些裂隙相互溝 通，明顯地降低了巖體的隔水性能 4） 斷裂帶隨開采空間向上發(fā)展，當(dāng)開采空間擴(kuò)展到一定范圍后，斷裂帶高度 達(dá)到最大，開采范圍繼續(xù)擴(kuò)大，斷裂 帶高度不再發(fā)展，并隨時間推移， xx 層趨于穩(wěn)定，斷裂帶上部裂隙逐步閉 合，其高度也隨之降低 5）厚煤層第一分層以后的開采時斷裂帶高度上 升，但上升的幅度較初次采動大為減 小。彎曲帶： 斷裂帶上界至地表的巖層稱 為彎曲帶，曾稱彎曲下沉帶或整體移 動帶。彎曲帶的特點： 1）

4、帶內(nèi)巖層的自重 作用下產(chǎn)生沿層面法向方向的彎曲， 在水平方向處于雙向受壓狀態(tài)，因而 壓縮程度較好，一般情況下具有隔水性，當(dāng)巖性較好時隔水性能好 2）該 帶內(nèi)的巖層移動過程是連續(xù)和有規(guī) xx 的，并保持整體性和層狀結(jié)構(gòu)，不 存在或極少存在離層裂隙 3）該帶的 高度主要受采深影響，當(dāng)采深較大 時，彎曲帶的高度可能大大超過垮落 帶的高度之和 4）彎曲帶上方地表一 般要形成地表下沉盆地，盆地邊緣往 往會出現(xiàn)張裂隙約 3-5 米，一般小于 10 米。 三帶的輪廓形狀主要與被開采煤層 的傾角有關(guān)。 影響垮落帶與斷裂帶高度的主要因 素： 頂板巖性、煤層傾角、采高及厚 煤層分層次數(shù)、采空區(qū)范圍的大小、 采空區(qū)

5、處理方法。抽冒： 指的是在淺部厚煤層、急傾斜 煤層及斷層破碎帶和基巖分化帶附 近采煤或掘巷時，頂板巖層或煤層本身在較小范圍內(nèi)垮落超過正常高度的現(xiàn)象。切冒： 指的是當(dāng)厚煤層極硬巖層下方 采空區(qū)達(dá)到一定面積后發(fā)生直達(dá)地 表的巖層一次性突然垮落和地表塌陷的現(xiàn)象。 地標(biāo)移動和破壞的主要形式： 地表移動盆地、裂縫、塌陷坑。充分采動角： 在充分采動（或超充分 采動）的條件下，根據(jù)移動盆地主斷面上實測下沉曲線，取盆地中心（或盆地平底邊緣）點至采空區(qū)邊界連線與煤層在采空區(qū)一側(cè)的夾角。 邊界角： 在充分或接近充分采動條件下，移動盆地主斷面上的邊界點和采空區(qū)邊界點的連線與水平線在煤壁一側(cè)的夾角。松散層： 第四紀(jì)、

6、第三紀(jì)未成巖的沖擊層、洪積層和殘積層的統(tǒng)稱。 水體下采煤： 在開采煤層上方的地表水體下或地下水體下采煤稱為水體下采煤。地表水： 積聚在江、海、河、湖、水庫、水渠、坑、塘和塌陷區(qū)中的水。 隔水層：通常把導(dǎo)水性能很弱的巖層稱為隔水層。煤巖的隔水性能視巖性、成巖情 況和礦物成分而異。地下水：貯存在地球巖石圈中，積聚在巖石和松散層空隙中的水統(tǒng)稱地下水。 移動角： 在充分或接近充分采動條件下，在移動盆地的主斷面上，地表最外的臨界變形點和采空區(qū)邊界點連線與水平線在煤壁一側(cè)的夾角。裂隙角： 在充分或接近充分采動條件下，在移動盆地的主斷面上，地表最外側(cè)的一條裂縫和采空區(qū)邊界點與水平線在煤壁一側(cè)的夾角。最大下沉

7、角： 非充分和充分采動條件下，在移動盆地傾向主斷面上，采空區(qū)中點和地表最大下沉點在地表水平線上投影點的連線與水平線在下山方向的夾角。 疏水采煤：疏水采煤的特點是： 利用礦井排水系統(tǒng)，開掘疏水巷道和鉆孔，疏降上部水體，再在水體下方從事采煤作業(yè)。突水系數(shù)：底板隔水層承受的水壓與底板隔水層厚度之比，稱為突水系數(shù)，單位Mpa/m. 難采煤層：由于特殊賦存條件，若不采取相應(yīng)的專門措施，而直接采用常規(guī)開采方 法，將難以有效地開采的煤層。地表移動盆地：開采影響 xx 到地表 后，受開采影響的地表開始沉降，在 采空區(qū)上方地表形成一個比采空區(qū) 面積大的沉陷區(qū)域，該沉陷區(qū)域稱為 地表移動盆地，又稱地表下沉盆地。開

8、采影響傳播角：在移動盆地傾向主 斷面上，按拐點偏移距求得的計算開 采邊界和地表下沉曲線拐點在地表 水平線上的投影點的連線與水平線 在 xx 方向的夾角。頂疏結(jié)合采煤： 在受多種水體或多層 含水層水體威脅的條件下采煤時，對 于遠(yuǎn)離煤層較近，其間距大于導(dǎo)水?dāng)?裂帶高度的水體，采用頂水采煤；對 于位于煤層直接頂之上或離煤層距 離較近，其間距在垮落帶和導(dǎo)水?dāng)嗔?帶范圍內(nèi)的水體，則采用疏水采煤。拐點偏移距： 過地表下沉曲線拐點在 地表水平線上的投影點，按開采影響 傳播角作直線與煤層相交，該交點與 采空區(qū)邊界沿煤層方向的距離即為 拐點偏移距。對于水平煤層或沿煤層 走向方向剖面，則為水平距離。概率積分法：

9、整個開采范圍對地表的 影響相當(dāng)于無窮多個單元開采對地 表造成的影響之和。無窮多個單元盆 地的疊加構(gòu)成總的地表移動盆地，這 個過程的疊加與計算，可以用概率分 xx 密度函數(shù)曲線的積分來完成。三量： 頂?shù)匕逡平?、活柱下縮量、 支柱載荷 沖擊礦壓是在高應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的， 該狀態(tài)下積聚有大量彈性能的煤巖 體突然發(fā)出破壞、冒落或拋出，是能 量突然釋放，并伴有聲響、震動和沖擊波也稱作煤爆、巖爆或沖擊礦壓。沖擊地壓：xx 或工作面周圍煤巖體，由于彈性變形能的瞬時釋放而產(chǎn) 生突然劇烈破壞的動力現(xiàn)象。沖擊地壓顯現(xiàn)特征：突發(fā)性、多樣性、破壞性、復(fù)雜性沖擊地壓發(fā)生的機(jī)理和判別準(zhǔn)則：強度理論、能量理論、沖擊傾向理論

10、、 組合理論、失穩(wěn)理論上行式開采順序：煤層間、厚煤層分層間及煤組間先采標(biāo)高低的煤層、分組或煤組，后采標(biāo)告高的煤層、分層或煤組稱為上行式開采順序。反之稱下行式開采順序。按先采的分層、煤層或煤組相對于未采的對應(yīng)部分分：煤層間上行式開采、分層間上行式開采和煤組間上行式開采。根據(jù)煤層開 采后采空區(qū)處理方式分：厚煤層分層充填上行開采、厚煤層分層 xx 底式上行開采和煤層間垮落上行開采。 “三帶”判別法： 1）基本觀點當(dāng)上 位煤層位于下位煤層開采引起的垮 落帶之內(nèi)時，上位煤層的結(jié)構(gòu)遭到破 壞，下位煤層先采后上位煤層無法開 采；當(dāng)上位煤層位于下位煤層開采引 起的斷裂帶之內(nèi)時，上位煤層的結(jié)構(gòu) 只發(fā)生中等程度破

11、壞，下位煤層開采 后，采取一定技術(shù)和措施后，上位煤 層可以開采；當(dāng)上位煤層位于下位煤 層開采引起的斷裂帶之外時，上位煤 層只產(chǎn)生整體移動，結(jié)構(gòu)不受破壞， 下位煤層開采后，上位煤層可以正常 開采 2）垮落帶和斷裂帶高度的計算。 現(xiàn)場預(yù)測沖擊地壓的方法有三種：鉆屑法為主的巖石力學(xué)法、以地音和微 震監(jiān)測為主的地球物理方法、經(jīng)驗類比法。 地表移動盆地內(nèi)移動和變形的主要 指標(biāo)：下沉、傾斜、曲率、水平移動、水平變形、扭曲和剪切變形（詳見P19 頁）曲率：地表單位 xx 內(nèi)傾斜的變化，用 K 表示，單位 mm/m2 或 10-3/m地表移動和變形的預(yù)計涉及以下層次的內(nèi)容：1 ）開采影響范圍 2）開采影響范圍

12、內(nèi)地表移動和變形的最大值和出現(xiàn)的位置 3）主斷面內(nèi)地表移動和變形值 4）開采影響范圍內(nèi)地表任意點的移動和變形值 5）巖體內(nèi)任意點的移動和變形值 6）多煤層開采地表和巖層內(nèi)任意點的移動和變形值。我國常用的地表移動和變形預(yù)計方法有：典型曲線法、概率積分法、剖面函數(shù)法。剖面函數(shù)法：是用某些函數(shù)來表示各種開采條件下地表下沉盆地主斷面內(nèi)典型移動和分 布情況，這些函數(shù)是典型曲線的解析表示形式，是基于實測資料憑經(jīng)驗確定 的，與典型曲線法相比，剖面函數(shù)便于數(shù)學(xué)處理和計算機(jī)運算。設(shè)計的剖面函數(shù)應(yīng)滿足條件： 1）函數(shù)的特征值，如最大下沉、傾斜、曲 率、水平移動和水平變形等值所在位置與實測位置相符 2）在盆地邊緣部

13、分不能 收斂太快 3）因充分采動條件下下沉盆地存在一個最大正曲率和最小負(fù)曲率，剖 面函數(shù)應(yīng)有三級導(dǎo)數(shù)，并能等于零。地表下沉速度指標(biāo)分三階段：開始階段 -由移動開始至下沉速度達(dá)到 50mm/ 月；活躍階段 -下沉速度大于50mm/月；衰退階段-下沉速度小于50mm/月。建筑物下采煤首要影響因素：地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件。地下開采對地表的影響分兩類：一類移動，包括下沉和水平移動；另一類是變形，包括傾斜、曲率、水平 變形、剪應(yīng)變和扭曲。使建筑物產(chǎn)生變形和破壞的主要原因是：曲率和水平變形在礦井、水平、采區(qū)設(shè)計時應(yīng)劃定保護(hù)煤柱的建筑物有： 1）礦井無可靠抗地表變形措施的工業(yè)場地建筑物和構(gòu)筑物，以及遠(yuǎn)離工業(yè)

14、場地 的礦井主要通風(fēng)機(jī)及其分道等設(shè)施 2）國務(wù)院明令保護(hù)的文物、紀(jì)念性建（構(gòu)） 筑物 3）目前條件下采用不搬遷或就地重建等方式進(jìn)行采煤在技術(shù)上不可能或經(jīng) 濟(jì)上不合理，而搬遷又無法實現(xiàn)或在經(jīng)濟(jì)上嚴(yán)重不合理的建筑物或構(gòu)筑物4）煤層開采后，重要建筑物或構(gòu)筑物所在地表可能產(chǎn)生抽冒、切冒、滑坡等形式的 塌陷漏斗坑、突然下沉或滑動崩塌，造成對重要建筑物地基嚴(yán)重破壞的 5）建（構(gòu)）筑物所在地表下面潛水位較高，采后因地表下沉導(dǎo)致建筑物及其附近積水，又不能自流排泄或采用人工排泄方法經(jīng)濟(jì)上不合理 6）重要XX （XX、海）堤、庫（xx）壩、船閘、泄洪閘、泄水隧道和水電站等大型水工建筑工程。 7）高速公路、 機(jī)場跑

15、道。保護(hù)煤柱設(shè)計原理： 圍護(hù)帶寬度和移 動角增加圍護(hù)帶寬度的目的： 抵消留設(shè)保 護(hù)煤柱時移動角的誤差引起的煤柱 尺寸不足；抵消井上下位置關(guān)系確定 不準(zhǔn)確而造成保護(hù)煤柱尺寸和位置 的誤差。垂直剖面設(shè)計保護(hù)煤柱法： 是作圖的 方法，作沿煤層走向和傾向的剖面， 在剖面圖上由移動角確定煤柱寬度， 并投影到平面圖上，得到保護(hù)煤柱邊 界。作圖前所需資料： 松散層和基巖 移動角；煤層底板等高線圖； xx 地 質(zhì)剖面圖；井上下對照圖。垂直法設(shè)計保護(hù)煤柱： 作保護(hù)面積邊 界線所有角點處的垂線，并計算各垂 線的XX,過各垂線的端點劃直線， 由所劃直線的交點確定保護(hù)煤柱邊 界,這種計算每一條保護(hù)面積邊界線 垂線XX

16、的方法稱垂線法。 規(guī)程規(guī)定： 符合下列條件之一者,建 （構(gòu)）筑物壓煤允許開采： 1）預(yù)計 的地表變形小于建（構(gòu)）筑物允許地 表變形值 2）預(yù)計地表變形值超過建 （構(gòu)）筑物允許地表變形值,但經(jīng)就 地維修能夠?qū)崿F(xiàn)安全采煤 3）預(yù)計地 表變形值超過建（構(gòu)）筑物允許地表 變形值,但經(jīng)采取本礦區(qū)已有成功經(jīng) 驗的開采技術(shù)措施和建（構(gòu)）筑物加 固保護(hù)措施后,能滿足安全正常使用 要求。協(xié)調(diào)開采： 當(dāng)數(shù)個煤層或厚煤層數(shù)個 分層同時開采時,控制各煤層或各分層工作面之間錯距，使地表拉伸變形與壓縮變形相互抵消，已達(dá)到減小地表水平變形的目的。試述在建筑物及村莊下采煤時應(yīng)采 取的開采技術(shù)措施：1、減少地表最 大下沉值：

17、充分開采；部分開采；分 層開采。2、消除和減少開采影響的疊加： 完全開采；順序開采；合理地 布置各煤層或各分層的開采邊界；正 確地安排工作面的推進(jìn)方向。3、協(xié)調(diào)開采： 當(dāng)數(shù)個煤層或厚煤層數(shù)個分 層同時開采時，控制各煤層或各分層 工作面之間的錯距，使地表拉伸變形 與壓縮變形相互抵銷，已達(dá)到減小地 表水平變形的目的。4、消除邊界的影響：盡量使建筑物位于開采后的地 表均勻下沉區(qū)；可采用邊界充填法 等。 5合理的確定工作面與建筑物的 相對位置： 平行長軸開采；合理確定 停采線與建筑物相對位置； 6 合理的 確定工作面的推進(jìn)速度： 連續(xù)均勻開 采；確定合理的工作面的推進(jìn)速度。 條帶采煤法： 在開采范圍內(nèi)

18、，沿一定 的方向?qū)⒚簩觿澐譃槿舾蓚€條帶，才 出一條，保留一條，相見排列。依靠 保留的條帶煤柱支撐上履巖層的載 荷，以控制巖層和地表移動，使地表 變形減小，達(dá)到保護(hù)建筑物的目的。 什么是條帶采煤法？有何優(yōu)點及適 用條件？在開采范圍內(nèi)，沿一定的方 向?qū)⒚簩觿澐譃槿舾蓚€條帶，才出一 條，保留一條，相見排列。依靠保留 的條帶煤柱支撐上履巖層的載荷，以 控制巖層和地表移動，使地表變形減 小，達(dá)到保護(hù)建筑物的目的。條帶采 煤法突出的優(yōu)點是開采后地表下沉 小，適合于下述條件下開采： 1）地 面為密集建筑群、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的或紀(jì)念 性的建筑 2）難搬遷的村莊 3）鐵路 橋梁、隧道或鐵路干線下； 4）水體 下的煤層及

19、受巖溶承壓水威脅的上 方煤層； 5）地面排水困難。條帶采 煤法開采的理想地質(zhì)條件是： 煤層埋 深小于 400-500 米，單一煤層，厚度 比較穩(wěn)定。頂?shù)装鍘r層和煤層較近。條帶劃分類型： 走向條帶與傾斜條帶、垮落條帶與充填條帶。主要參數(shù)： 采出條帶寬度、保留帶寬度、采出率。條帶開采注意問題： 1）在多煤層條件下采用條帶采煤法開采時，采用上行 開采順序有利于保留條帶基本不再受重復(fù)采動影響 2）當(dāng)煤層層間距較小或厚煤 層分層開采時，上下煤層或上下分層的煤柱要對齊； 3）在保留條帶中盡量不開 掘巷道或少開掘巷道，以勉破壞煤層的完整性； 4）不得隨意擴(kuò)大采出條帶寬度 或縮小保留條帶寬度； 5）為采出條帶

20、服務(wù)的回采巷道采用錨桿支護(hù)能起到加固 保留條帶的作用。用充填法處理采空區(qū)，按運輸充填材料的動力不同，可分為自溜充填、風(fēng) 力充填、機(jī)械充填和水力充填。典型曲線法：以礦區(qū)的大量實測資料為基礎(chǔ)，以最終下沉曲線繪成無因次下沉曲線通過 綜合分析，得出典型曲線，作為地表移動和變形預(yù)計的依據(jù)水力采煤：是指利用水力或水力 -機(jī)械開采和運輸提升的采煤技術(shù)，簡稱水采。倍線：輸沙管路長度與壓頭之比稱為倍線。（一般控制在 6 以下）自然壓頭值： 是指注砂室出砂口與管路末端的標(biāo)高差。砂門子：一般是用秫秸等材料制成的簾子，在用板條、草繩或廢鋼繩加固于排柱上 形成的柵欄。作用截留砂漿濾出廢水，分類：xx 門子、堵頭門子、半

21、截門子和地鋪等。水砂充填采煤法特點及其缺點及適用范圍： 與傾斜分層下行垮落采煤法相比，具有以下特點： 開采引起的巖層移動及地表下沉量?。徊擅汗ぷ髅骓敯鍓毫π?；如充填致 密，采空區(qū)一般不易引起自燃發(fā)火；采煤工作面內(nèi)空氣濕潤，煤塵小可減少煤 塵危害。缺點：增加了井上下充填系統(tǒng)及相應(yīng)的設(shè)備及設(shè)施，從而大大提高噸煤成本；充 填工序復(fù)雜，全部人工操作；采煤工藝落后，實現(xiàn)機(jī)械化有一定的困難，勞動效率低。目前我國只在特殊條件下，如 “三下開采 ”煤層、特 厚煤層以及極易自燃煤層。 建筑物下采煤的地面技術(shù)措施： 1、設(shè)計變形縫2、加設(shè)鋼拉桿、鋼箍或 鋼筋混凝土圈梁 3、設(shè)計緩沖溝 4、 設(shè)計活動層5、對建筑物

22、易損壞的薄 弱環(huán)節(jié)局部加固。 水體下采煤的方式： 1）頂水采煤。 特點： 對于水體基本不處理，直接在 水體下方從事采煤作業(yè)，而在水體與 每層之間保留一定厚度或垂高的安 全煤巖柱。適應(yīng)于水量大、補水充足、 水體距開采煤層較遠(yuǎn)的條件。 2）疏 水采煤。特點：利用礦井排水系統(tǒng)，開掘疏水巷道或鉆孔，疏降上部水 體，再在水體下方從事采煤作業(yè)。分 類： 先疏水后采煤、邊疏水邊采煤。 先疏后采適用條件： 每層直接頂為砂xx 或石灰 xxxx 溶含水層，且能夠?qū)崿F(xiàn) 預(yù)先疏干時；松散含水砂層為弱或 xx 弱含水砂層，水源補給有限，通過石 門疏干措施或提前開拓與采煤可以 預(yù)先疏干時。 3）頂疏結(jié)合采煤。在 多種水

23、體或多層含水層水體威脅的 條件下采煤時，對于遠(yuǎn)離煤層，其間 距大于導(dǎo)水?dāng)嗔迅叨鹊乃w采用頂 板采煤；對于位于煤層直接頂之上或 離煤層距離較近，其間距在垮落帶和 導(dǎo)水?dāng)嗔褞Х秶鷥?nèi)的水體，厠采用疏 水采煤。 4）堵截水源與疏水結(jié)合采 煤。采用水泥、粘土或其他粘結(jié)性材 料注入含水層的XXXX,形成地下?lián)?水帷幕，以切斷地下水補給通道，然 后進(jìn)行疏水采煤 水體下采煤的特點： 1）水體下采煤 主要考慮煤柱與水體之間有無隔水 層，開采后隔水層能否破壞，開采引 起的上履裂隙是否 xx 水體 2）水體 下采煤的主要保護(hù)對象是礦井本身， 為保護(hù)礦井本身必須保護(hù)水體下方 的巖層 3）水體下采煤的主要對策是 隔離和

24、疏降，從安全、經(jīng)濟(jì)和采出率等方面進(jìn)行比較，確定合理開采方 案。簡述水體下采煤的井下主要安全技 術(shù)措施： 1）試探開采 2）分區(qū)隔離 開采 3）全部充填法開采、部分開采 和分層間歇開采 4）堅持有疑必探， 先探后采的原則 5）正確設(shè)計防水隔 離煤柱。簡述高壓注水軟化頂板的特點和適用條件： 特點： 1）人工強制爆破放 頂?shù)牟煽諈^(qū)懸頂大，冒落矸石塊度也 較大，約為注水軟化 xx2-6 倍，對采 空區(qū)的充填效果也比較差，爆破時常出現(xiàn)較大的沖擊載荷，不利于采場支 護(hù)，而注水軟化頂板方法沒有這些缺 點； 2）采用注水法軟化后的基本頂 周期來壓步距較小； 3）注水法工藝 復(fù)雜，占用設(shè)備多； 4）注水法比爆

25、破多鉆兩倍的鉆孔； 5）頂板注水后 煤層也相應(yīng)的吸收了一部分水分，有 利于減少開采過程中的煤塵，提高爆 破效率。適用條件： 高壓注水軟化頂 板的方法主要用于煤層瓦斯含量高， 不宜采用人工爆破強制放頂?shù)臈l件 下。在礫巖或砂巖膠結(jié)物為碳酸鹽類 礦物膠結(jié)時，由于注水效果差，不宜 采用高壓注水軟化頂板的方法；當(dāng)煤 層之上有直接頂或偽頂或處于地質(zhì) 破壞帶內(nèi)時一般也不宜采用。 簡述水力采煤與普通機(jī)械化開采相 比有那些優(yōu)越性及缺點： 水力采煤的 優(yōu)點： 1）生產(chǎn)能力較高、增產(chǎn)潛力 大； 2）工藝簡單、效率較高； 3）設(shè) 備簡單、材料消耗少、噸煤成本較低； 4）安全條件較好； 5）對地質(zhì)變化適 應(yīng)能力較強；缺

26、點 1）采出率較低； 2）巷道掘進(jìn)率較高； 3）通風(fēng)系統(tǒng)不 夠完善； 4）電耗較大； 5）廢水對地 面環(huán)境造成一定污染。簡述鐵路下采煤采取的主要安全技術(shù)措施：1、開采技術(shù)措施： 1）滿足 一定的采深與采厚比 2）防止地表突 然下沉或塌陷。開采淺部近水平、緩 傾斜和中傾斜厚煤層時，應(yīng)采用分層采煤法，開采急傾斜煤層時要留有足夠尺寸的煤柱，并應(yīng)防止采空區(qū)上部抽冒，要防止采動時疏干老空積水或石灰 巖含水層造成的地表突然塌陷。3）減少地表下沉，減少地表下沉最有效的方法是采用全部充填法充填，其 次是采用條帶式采煤法； 4）消除和減輕地表變形的疊加影響。采用完全開采、 順序開采及協(xié)調(diào)開采等方法，可以消除和減

27、輕地表變形的疊加影響，減少地表 變形對鐵路的影響 5）合理布置工作面。在鐵路下采煤應(yīng)盡量將采空區(qū)布置在鐵 路的正下方，使線路處于移動盆地的主斷面上，且工作面推進(jìn)方向與鐵路平 行，以減少線路的橫向變形。2、留設(shè)好鐵路煤柱；3、鐵路下開采的地面維修技術(shù)措施： 1）路基的維修 2）線路下沉的維修3）線路橫向移動的維修 4）鐵路縱向移動的維修底板突水類型：1、按突水地點分：巷道突水和采場突水；2、按突水動態(tài)表現(xiàn)分：爆發(fā)型、緩沖型和滯后型；3、按突水量分：特大型突水50、大型突水 20-49、中型突水5-19和小型突水v 5m3/min.底板突水原因：1 、煤層底板的受理與變形2、煤層底板巖層中的下三帶

28、（底板采動導(dǎo)水破壞帶、底板阻水帶、底板承壓水導(dǎo)水帶）影響底板突水的主要原因：1 、水源條件。包括水量和水壓水量愈豐富，突水量愈大，危害愈大2、地質(zhì)構(gòu)造3、隔水層的阻水能力4、礦山壓力。承壓含水層水體上采煤方案：主要指開采過程對巖溶水的處理方案。包括：深降強排方案、外截內(nèi)排方案、帶壓開采方案、綜合治理同時帶壓開采方深降強排方案： 就是設(shè)計各種疏水工程，如疏水井巷、疏水鉆孔等，將巖溶水水位人為地降低到開采水平以下，以確保安全開采。優(yōu)點： 防止底板突水效果好；缺點： 疏水工程量大、設(shè)備多電耗大，因而投資大、成本高； 由于疏水引起水位降低，使附近工農(nóng) 業(yè)用水缺乏，并造成地表下陷。外截內(nèi)排方案：實質(zhì)是在

29、XX或XX內(nèi)某一區(qū)域外圍集中徑流帶采用鉆XX注漿的方法建立人工帷幕，截斷礦井的補給水，然后在開采范圍內(nèi)疏 水，將承壓水的水位降低到開采水平 以下優(yōu)點：這種方案可確保礦井的安 全生產(chǎn)，而且克服了深降強排的缺點 缺點：該方案只能適應(yīng)于特定條件， 如水溫地質(zhì)條件清楚，補給徑流區(qū)集 中，帷幕截流工程易于施工的條件 帶壓開采方案指的是在具有承壓水壓力的含水層上進(jìn)行開采。實質(zhì)是在開采過程中利用隔水層的阻水能力， 防止底板突水。優(yōu)點：無需事先專門排水，在經(jīng)濟(jì)上花費較少。缺點：不能確保不發(fā)生底板突水事故，特別是 水文地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)，底板突水的危險性更大。另帶壓開采具有一定的 局限性，當(dāng)開采水平延伸，承壓水的

30、 壓力增大是，帶壓開采的危險性也相 應(yīng)加大。簡述承壓含水層上采煤，我國主要采 用哪幾種綜合治理同時帶壓開采方 案：采用綜合治理措施，并在承壓含 水層上帶壓開采，在開采之前要在礦 區(qū)外圍堵截地下水的補給水源，在開 采過程中，視礦井涌水量的水壓大 小，進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖杷祲?，從而達(dá)到 安全開采的目的。還需要分別或同時采取以下安全技術(shù)措施： 1）縮短工作面XX?？s短工作面 XX后，前支4）改革承壓力峰值降低，底板破壞 xx 減 少，有利于提高保護(hù)層厚度。 2）縮 小來壓步距。通過人工挑頂，軟化頂 板和及時放頂?shù)姆椒?，縮小初次來壓 和周期來壓步距，一方面降低前支承 壓力峰值，另一方面盡快使垮落巖石 作用在

31、采空區(qū)底板上。 3）改變采空 區(qū)處理方法。充填采煤法可減少支承 壓力對底板的破壞，能有效防止底鼓 和底板裂隙張開，條帶采煤法也可減輕支承壓力對底板的破壞。 采區(qū)或帶區(qū)巷道布置。巷道應(yīng)盡可能 不穿越或少穿越斷層，不可避免時， 巷道應(yīng)盡可能與斷層正交，避免與斷 層平行和長距離斜交；盡可能減少巷 道交岔點數(shù)目和交岔點開口數(shù)目，并 要縮小交岔點面積，交岔點要盡可能 避開斷層；采區(qū)或帶區(qū)間要隔離開 采，四周邊界要留有煤柱，之間要設(shè) 水閘門，以縮小底板一旦突水后的影 響范圍。 5）處理斷層和陷落柱。斷 層和陷落柱要留足夠?qū)挾鹊拿褐?，對于不可避免地穿越的斷層和陷落柱?特別是多條斷層交匯處以及交岔點 與斷層

32、相交處，應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)前后的滲 水情況，予以注漿加固。 6）注漿加 固底板。對于底版破碎帶及薄層石灰 xx 含水層，通過鉆孔注漿，堵塞石灰 巖溶洞，加固破碎帶和裂隙帶，并封 閉 xx 石灰?guī)r的補給通道。 7 ）其 他。易突水地點要少掘巷，少鉆孔， 提高工作面推進(jìn)速度，并保持均勻推 進(jìn)，避免工作面長期停采。 我國深礦井的類型： 有三類： 第一類， 深礦井由開采淺部煤層開始逐漸通 xx 而形成的，這類深礦井的開采 水平、在籍巷道和生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，生 產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，礦山壓力、瓦斯和地溫 等問題隨開采 xx 加大而逐漸出現(xiàn) 和發(fā)展，我國這類型礦井較多。第二 類，深礦井是在深部 xx 的礦井，這類深礦井的第一開

33、采水平就比較大，投產(chǎn)后就開始出現(xiàn)深礦井礦壓和地溫等開采問題，但礦井生產(chǎn)系統(tǒng)比較簡單。第三類，深礦井為地標(biāo)地形復(fù)雜地區(qū)采用平硐開拓的礦井，這類深礦井的開采水平標(biāo)高并不很大，但由于開采水平之上的履巖較厚，使礦井的埋深卻很深。試述防范沖擊地壓應(yīng)采取的綜合技術(shù)措施：1、防范沖擊地壓應(yīng)采取的跟本措施。 1）合理開采部署。深礦井中或新區(qū)段的投產(chǎn)要保證合理的開采順序，避免形成多側(cè)采空的煤柱后再回收。 2）煤層注水。作用在于改 變煤體的結(jié)構(gòu)，軟化煤層增加塑性變形。使煤體的強度和積蓄彈性能的能力下 降，是沖擊傾向減弱。 3）開采解放層。目的是為了消除和減輕鄰近煤層發(fā)生沖 擊的危險，煤層開采后在開采區(qū)間附近的頂板

34、和底板中形成應(yīng)力降低區(qū)。2、防范沖擊地壓應(yīng)采取的解危措施。主要包括松動爆破和震動爆破，大孔 徑鉆孔卸壓和巷道卸壓也是解危措施的一種。3、防止沖擊地壓應(yīng)采取的防護(hù)措施。再有沖擊地壓的深礦井工作面，有條 件時應(yīng)采用綜采工藝，普采工作面應(yīng)使用單體液壓支柱，且應(yīng)加強切頂排支 護(hù)，巷道應(yīng)有足夠的斷面，以適應(yīng)中等以下沖擊地壓變形的要求，并采用高強 度可塑性整體支架支護(hù)以適應(yīng)大變形的要求。試述厚煤層分層恒底式上行順序采煤法的概念及適用條件：試述厚煤層分層恒底式上行順序采煤法是將厚煤層劃分為相當(dāng)于中厚煤層 的若干分層，各分層工作面依次沿煤層底板布置，以上面分層垮落后的煤作為 頂板，第一分層工作面回柱放頂或移架后，上履煤層垮落下沉，經(jīng)注水壓實， 重新膠結(jié)后成為具有一定穩(wěn)定性和強度的再生煤體，采完第一分層后，間隔一