煤矿开采学2之第二十一章特殊条件下的开采方法

二十一章特殊条件下的开采方法
第一节“三下一上”采煤方法
“三下一上”采煤——在建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤时，既要保证建筑物和铁路不受到开采影响而破坏，又要尽量多采出煤炭。

第一节“三下一上”采煤方法一、岩层与地表移动的一般特征
（一）岩层移动的一般特征
就煤层的开采来说，采空区周围的岩
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，底板岩层鼓
起、开裂、滑动、以及采空区周围煤壁的
压出、片帮，等等。

第一节“三下一上”采煤方法
一、岩层与地表移动的一般特征
（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
第一节“三下一上”采煤方法
二、建筑物压煤开采
(一)地表移动和变形对建筑物的影响
1.地表下沿的影响
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。

特别是由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。

第一节“三下一上”采煤方法
二、建筑物压煤开采
(一)地表移动和变形对建筑物的影响
3.地表曲率的影响
建筑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。

第一节“三下一上”采煤方法
二、建筑物压煤开采
(二)减少地表移动和变形的开采措施
1.防止地表突然下沉
措施：在一定的开采深度下，进行建筑物下采煤；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；在缓斜或倾斜厚煤层浅部开采时，应尽量采用倾斜分层长壁式采煤法，并适当减少第一、第二分层开采煤厚。

第一节“三下一上”采煤方法二、建筑物压煤开采
(二)减少地表移动和变形的开采措施
2.减少地表下沉的措施
（1）采用充填采煤法
（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。

第一节“三下一上”采煤方法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，实行全柱开采
（4）尽量不残留尺寸不适当的煤柱
（5）协调开采
4.消除或减少开采边界的影响
第一节“三下一上”采煤方法
三、铁路压煤开采
（一）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，应尽量使采动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.在缓斜和倾斜厚煤层浅部开采时，应尽量采用倾斜分层采煤法，
适当减小分层开采的厚度，禁用一辞采全稿采煤法。

第一节“三下一上”采煤方法
三、铁路压煤开采
（二）开采技术措施
5.开采急斜煤层时，应尽量采用沿走向推进的小姐端伪倾斜掩护支架采煤法，
水平分层采煤法。

6.煤层顶板坚硬，不易冒落时，应进行人工放顶，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，如果在这些空硐充水，则采前应将水排干，并用注浆法填是空硐。

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
表移动情况，做好相应的应急准备。

第一节“三下一上”采煤方法
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
第一节“三下一上”采煤方法
四、水体压煤开采
(二)水体压煤开采的一般途径
1.顶水采煤——对水体不做任何处理，只在水体与煤层之间保留一定厚度（或垂稿）的安全煤岩柱情况下进行采煤。

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)水体下采煤的开采技术措施
第一节“三下一上”采煤方法
五、石灰岩水压含水层上带压开采
(一)石灰岩水压含水层上带压采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
第一节“三下一上”采煤方法
五、石灰岩水压含水层上带压开采
(二)石灰岩水压含水层上带压开采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
第一节“三下一上”采煤方法
五、石灰岩水压含水层上带压开采
(三)石灰岩水压含水层上带压开采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
中靠下部用一条水平巷道将
两条倾斜巷道连接起来，被
巷道包围的整个煤体，就是
将要气化的区域，称之为气
化盘区，或称气化发生炉
一、煤炭地下气化原理
1.气化带(1200～1400℃)
2.还原带（800～1000℃）
3.干馏—干燥带（700～400℃）
O
H O H CO O C 2222222→+→+；CO C CO 22→+2
42334H CO CH O H C ++→+第二节煤炭地下气化
第二节煤炭地下气化
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，由地面钻出进、排气孔和煤层中的气化通道，构成地下气化发生炉。

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，目前，它已在世界上被广泛采用。

第二节煤炭地下气化
无井式地下气化法
第二节煤炭地下气化
三、适用条件及发展方向
一般来说，多孔而松软的褐煤及烟煤厚煤层比较容易气化。

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°的中厚煤层对气化更为有利。

利用气化去回收报废矿井的煤柱、边角煤也是国外气化的一个方向。

2016/12/9
小结
1.“三下一上”采煤的特点和安全技术措施。

2.煤炭地下气化原理。

3.煤炭气化方法。

4.适用条件及发展方向。

作业：P327，1，2，5，6
11。