采矿07《煤矿特殊开采方法》讲稿(多媒体)

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1、煤矿特殊开采方法主讲人：廖学东硕士生导师高级工程师18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

2、上的地下水体所压煤层的开采。地面水体松散含水层18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18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

3、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18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

4、连通性、导水性、透气性，甚至还能透泥、透砂。18②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

5、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

6、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。18（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，

7、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）。18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

8、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