第一篇：煤礦特殊條件開采暫行管理辦法

山西省煤炭工業(yè)廳

煤礦特殊條件開采暫行管理辦法

晉煤行發(fā)（2014）1561號

第一章 總 則

第 1-1 條 為鞏固我省煤礦企業(yè)兼并重組整合成果，進一步加強我省煤礦資源管理和利用，促進煤礦企業(yè)安全發(fā)展、科學發(fā) 展和可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)《特殊和稀缺煤類開發(fā)利用管理暫行規(guī)定》（國家發(fā)展和改革委員會令[2012]第16號）、《生產(chǎn)煤礦回采率管 理暫行規(guī)定》（國家發(fā)展和改革委員會令[2012]第17號）以及《煤礦安全規(guī)程》，特制訂本辦法。

第 1-2 條 本辦法所稱的煤礦，是指在山西省境內(nèi)證照齊全、合法有效并完成煤礦生產(chǎn)能力登記公告的生產(chǎn)煤礦，建設煤礦涉及有關(guān)內(nèi)容的按照批準的設計嚴格執(zhí)行。

第 1-3 條 本辦法所稱的特殊條件開采，是指“三下開采、蹬空開采、邊角煤開采、舊采空區(qū)復采”等。

第 1-4 條 鼓勵煤礦企業(yè)在安全、合理、經(jīng)濟的前提下，進行特殊條件采煤，提高資源回收率。鼓勵煤礦企業(yè)開展特殊條件開采技術(shù)研究，采用適宜特殊條件開采的技術(shù)、工藝。

第 1-5 條 煤礦企業(yè)進行特殊條件開采必須編制技術(shù)方案或設計并制定針對性安全技術(shù)措施，按規(guī)定報批或備案，有關(guān)部門對特殊條件開采的可行性應進行充分論證。

第 1-6 條 禁止使用炮采等落后采煤工藝；水文地質(zhì)條件復雜及以上、煤與瓦斯突出、自燃發(fā)火嚴重的礦井不得進行特殊條 件開采。

第 1-7 條 進行特殊條件開采必須堅持集約生產(chǎn)，原則上在原批準的采煤工作面?zhèn)€數(shù)基礎上，新增加的特殊開采工作面不超過一個，且礦井必須滿足通風、排水、運輸、供電、避災等安全生產(chǎn)需要，并符合《煤礦安全規(guī)程》及其他規(guī)定。煤礦必須按照 登記公告能力組織生產(chǎn)，不得因增加特殊開采工作面超能力生產(chǎn)。

第 1-8 條 煤礦企業(yè)進行特殊條件開采，儲量管理及回采率符合有關(guān)規(guī)定，設計應按有關(guān)要求確定合理的回采率，同時必須遵守《煤礦安全規(guī)程》及其他規(guī)定。

第二章 “三下”開采

第 2-1 條 “三下”開采必須嚴格執(zhí)行《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》、《煤礦安全規(guī)程》和《煤 礦防治水規(guī)定》的各項條款。必須按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定履 行相關(guān)審批手續(xù)。

第 2-2 條 開采建（構(gòu)）筑物、水體、鐵路所壓煤炭資源應遵循煤炭資源優(yōu)化利用原則、受護對象安全原則、保護生態(tài)環(huán)境 原則和企業(yè)經(jīng)濟利益與社會效益原則，凡技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合 理、安全上可靠，丟棄后帶來永不可采或其它嚴重后果的，都應進行開采；在目前技術(shù)條件下難以開采，但采用搬遷、就地重建、就地維修、改道（河流）和疏干或改造（地下含水層）等特殊措施，在經(jīng)濟上合理時，可進行開采。

第 2-3 條 建（構(gòu)）筑物下、鐵路下、近水體安全采煤，必須堅持以下原則：在建（構(gòu)）筑物下采煤時，對于零星建（構(gòu)）筑物，受開采 影響后經(jīng)過維修能滿足安全使用要求；對于大片建筑物群，受開采影響后大部分建筑物不維修或小修，少部分建筑物經(jīng)中修和個別經(jīng)大修能滿足安全使用要求；在近水體采煤時，受影響的采區(qū)和礦井涌水量不超過其排水 能力、不影響正常生產(chǎn)，以及地面水利設施維修不影響正常使用；在鐵路下采煤時，經(jīng)采取措施不影響列車安全運行。

第 2-4 條近水體采煤時，必須嚴格控制對水體的采動影響程度。按水體的類型、流態(tài)、規(guī)模、賦存條件及允許采動影響程度，將受開采影響的水體分為不同的采動等級（詳見“建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程”第 50 條表 4）。對不同的采動等級的水體，必須采取留設相應的安全煤巖柱等措施。

第 2-5 條 管部門同意。在鐵路下采煤時，采深采厚比必須符合有關(guān)規(guī)定，同時最小深度中的基巖厚度必須大于垮落帶高度。

第 2-6 條 鼓勵煤礦企業(yè)采用充填法開采“三下”壓煤。采 鐵路壓煤試采，除自營線外，應事先征得鐵路主用充填開采“三下”壓煤的煤礦，應努力擴大充填范圍，在確保生產(chǎn)安全和保護地面生態(tài)環(huán)境的前提下，實現(xiàn)“三下”壓煤資源 的充分回收。

第 2-7 條 切實保護村莊、農(nóng)田和地下水。在人口密集地區(qū)的村莊下采煤，經(jīng)論證不宜搬遷村莊的，要采用充填開采方式，保障居民正常生產(chǎn)生活。在耕地特別是基本農(nóng)田保護區(qū)下采煤，要做好規(guī)劃和設計，確定充填開采區(qū)域銜接順序，避免地表二次治理。在需要保水開采的區(qū)域，可采用充填開采方式，避免煤炭 開采破壞地下水及含水層。

第 2-8 條 合理選擇充填法開采的充填材料。充填材料必須對地下水無污染，凡對地下水水質(zhì)有影響的，必須預先進行無毒、無害化處理，避免充填材料污染地下水及含水層。鼓勵充填材料選擇與建筑垃圾處理、固體廢棄物(如：煤矸石、坑口電站排放的粉煤灰和爐渣等)循環(huán)利用、河道清淤等相結(jié)合。

第 2-9 條 井下充填開采應采用機械化充填裝備，減輕從業(yè)人員勞動強度，加強安全管理，保證充填效果。具體充填工藝結(jié)合礦井煤層賦存條件、充填材料種類及來源統(tǒng)籌考慮。

第 2-10 條 實施充填開采的煤礦，應根據(jù)地面保護體和生態(tài)環(huán)境情況，在設計中確定充 填率指標，努力實現(xiàn)地面保護體免受擾動，最大限度降低對地面保護體及地表生態(tài)環(huán)境的影響。同時設計應對保證充填的均勻性和連續(xù)性的施工工藝和技術(shù)措施予以 明確。

第 2-11 條 實施充填開采的煤礦，充填開采煤炭產(chǎn)量應分類計量；從地面向井下輸送充填材料的，應在輸送充填材料時安裝計量裝置，及時統(tǒng)計充填材料用量。所有計量裝置必須符合國家計量標準。

第三章 蹬空開采

第 3-1 條蹬空開采是指礦井已經(jīng)開采了下部煤層，使上部未采煤層形成了既成事實的蹬空，在滿足安全開采條件的前提下對上部未采煤層的開采。蹬空開采應遵循煤炭資源優(yōu)化利用、企業(yè)經(jīng)濟利益與社會效益最大化原則，凡安全上可靠、技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理，必須 進行開采；在目前技術(shù)條件下難以開采，但采取特殊措施之后經(jīng)濟上合理的，可以進行開采。

第 3-2 條 蹬空開采必須經(jīng)嚴格技術(shù)論證，滿足要求的，可以進行試采，但試采前必須編制開采設計報省煤炭廳審批，試采結(jié)束后及時提出試采報告報原審批部門審查。

第 3-3 條 實施蹬空開采的煤層必須滿足以下條件：

（1）上部蹬空煤層原則上應位于下部煤層開采裂隙帶高度以上，若上部煤層位于下部煤層裂隙帶高度以內(nèi)，必須制定有針對性的、切實可行的安全技術(shù)保證措施。

（2）蹬空開采的最小層間距不小于下部煤層開采所形成的垮 落帶的高度；

（3）先期開采的下部煤層的上覆巖層移動已經(jīng)完全穩(wěn)定。

第 3-4 條 蹬空開采的煤礦，在編制可行性研究報告時，應通過采動影響倍數(shù)法、“三帶”判別理論、圍巖平衡判別法等方法對上部煤層蹬空開采的可行性作出初步判定，同時還應根據(jù)現(xiàn)場 條件制定針對性的安全技術(shù)保證措施。

第 3-5 條 蹬空開采應加強工作面和巷道的頂?shù)装宓V壓監(jiān)測，掌握蹬空開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。巷道位置應避開應力集中區(qū)域，同時選用較高初撐力和工作阻力的支架，回采時應及時支護頂板。底板出現(xiàn)裂隙比較嚴重或小范圍的陷落時，應及時進行充實處理。

第 3-6 條 蹬空開采設計對工作面主要參數(shù)要進行充分論證，合理確定工作面切眼長度。

第 3-7 條 蹬空開采時須加強空氣、瓦斯、水等監(jiān)控及漏風、防火等安全管理，制定針對性的措施。開采自燃和易自燃煤層時，必須編制專項安全技術(shù)措施。

第四章 邊角煤開采

第 4-1 條 邊角煤開采是指對煤礦開采布局過程中遺留下的邊角殘余塊段、各種臨時保護煤柱等有一定開采價值的煤體的安全開采。主要包括：受斷裂構(gòu)造影響不能布置規(guī)則工作面的復雜 塊段煤體；布置采煤工作面時，在順槽平行與切眼直交的切塊方 式形成的邊外三角； 場地及丼巷保護煤柱構(gòu)成的有一定開采價值的煤體；小煤窯非法越界開采造成的不規(guī)則塊段等。邊角煤開采前必須做好充分的調(diào)研論證工作，遵循技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟合理的原則，選擇合適的開采技術(shù)方案，提高資源回收率。

第 4-2 條 邊角煤開采盡可能利用現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)，做到經(jīng)濟合理、安全有保障，便于集中生產(chǎn)和管理。

第 4-3 條 利用現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)能夠回采的邊角煤，應及早做出開采規(guī)劃并具體落實。

第 4-4 條 邊角煤開采工作面配套設備宜簡單、輕便、靈活、易搬運，適應在開采過程中添減設備及搬家倒面頻繁的特點。

第 4-5 條 邊角煤開采過程中，如遇頂板壓力突然增大，支架、支柱折損嚴重甚至出現(xiàn)大面積壓架情況，以及地質(zhì)構(gòu)造復雜，斷層難以通過時，可提前搬家，撤出設備，另開切眼開采。

第 4-6 條 邊角煤必須采用機械化開采。對面積和儲量較小的極不規(guī)則塊段，可采用非壁式采煤法開采，但必須加強“一通 三防”、地測防治水等管理，并制定專項安全措施。

第 4-7 條 邊角煤開采必須編制專項設計，由市級煤炭管理部門或省屬五大集團公司批準后方可實施。

第 4-8 條 礦井在生產(chǎn)過程中應及時回收邊角煤，避免人為造成邊角煤。嚴禁將永久保安煤柱（斷層、防水、井田境界、地面建筑物及其他需要永久保證安全而留設的煤柱）做為邊角煤開采。

第 4-9 條 一個礦井原則上只能在有關(guān)部門已批復的采掘工作面?zhèn)€數(shù)基礎上，最多布置一個邊角煤工作面開采。

第 4-10 條 水文地質(zhì)類型復雜及以上礦井、煤與瓦斯突出礦井不得進行邊角煤開采。

第五章 舊采空區(qū)復采

第 5-1 條 舊采空區(qū)復采是指對以前采用刀柱式、房柱式、高落式、以掘代采（巷采）等舊采采煤工藝開采留下的采空區(qū)、?。ü牛└G破壞區(qū)內(nèi)殘留的煤炭資源進行安全回收開采。

第5-2 條 舊采空區(qū)的特點是區(qū)內(nèi)殘留煤炭資源量大，絕大部分區(qū)域沒有放頂，有不同程度的積水、積氣。

第 5-3 條 煤礦企業(yè)必須準確掌握復采區(qū)域以往采動情況，組織對復采可行性進行論證。經(jīng)煤礦企業(yè)論證具備安全開采條件和開采價值的，必須針對復采區(qū)域進行必要的地質(zhì)調(diào)查或補充勘探，編制地質(zhì)說明書，并由煤礦企業(yè)總工程師審定。

第 5-4 條 復采必須依據(jù)復采區(qū)域地質(zhì)說明書編制專項設計，由各市級煤炭管理部門或省 屬五大集團公司組織專家論證后批準，并報省煤炭廳備案；復采原則上不得增加除風井以外的其他井筒，確需增加的嚴格按照有關(guān)規(guī)定履行審批手續(xù)?；饏^(qū)、大面積積水難以疏干的區(qū)域及煤與瓦斯突出礦井的采空區(qū)不得進行復采；高瓦斯礦井未做到“應抽盡抽、抽采達標”的不得進行復采。

第 5-5 條 舊采空區(qū)殘煤井工復采的煤礦，應結(jié)合本礦條件，可選擇采用舊采殘煤綜采成套技術(shù)或常規(guī)壁式綜采技術(shù)開采回收舊采殘煤。

第 5-6 條 舊采空區(qū)殘煤井工復采必須遵循以下原則：

（1）分區(qū)處置，將已采過的整個礦井根據(jù)采區(qū)分布，注漿封隔分區(qū)。在確認原有煤柱沒有破壞基礎上，原有煤柱可作為分區(qū)邊界；如果沒有煤柱作為分區(qū)邊界，應采取注漿封隔分區(qū)。

（2）分區(qū)后應進一步查明地質(zhì)構(gòu)造及積水積氣情況，采掘作業(yè)前先行處理舊采空區(qū)積水積氣。

（3）根據(jù)舊采空區(qū)冒頂范圍和高度以及煤層厚度選擇相應的采煤方法和工藝，并綜合考慮通風、排水、救災、防災布置礦井生產(chǎn)系統(tǒng)。

第 5-7 條 嚴格落實防治水管理要求，綜合進行物探、化探分析，合理探放水設計，現(xiàn)場作業(yè)嚴格落實“有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采”的原則。

第 5-8 條 加強通風系統(tǒng)管理，尤其是要嚴格通風構(gòu)筑物施工質(zhì)量，減少風量損失。加強空氣、瓦斯、水等監(jiān)控及漏風、防火等安全管理，制定針對性的措施。CH4、CO、CO2 等監(jiān)控探頭應根據(jù)實際需要加密，開采自燃和易自燃煤層時，必須編制防滅火專項設計。

第 5-9 條 加強頂板管理。對巷道支護、回采工作面應進行專門頂板礦壓觀測，支護強度應大于正常煤層開采的支護要求。

（1）通過冒落區(qū)必制定專門措施并提前進行積水積氣探測和有效處置，保證安全生產(chǎn)。

（2）工作面超前支護距離不小于 30m。

（3）對于頂板未冒落的舊采空區(qū)，應提前對開采區(qū)域進行維 護并排放瓦斯、積水。

第六章 監(jiān)督管理

第 6-1 條 違反本辦法要求，或未達到設計的采區(qū)回采率的，責令限期改正；逾期仍達不到的，責令停產(chǎn)整頓。

第 6-2 條 煤礦企業(yè)有下列情形之一的，責令限期改正；逾期不改正的，停產(chǎn)整頓并按有關(guān)規(guī)定予以處罰。

（1）礦井已進行特殊條件下采煤或正在建設特殊條件下采煤的生產(chǎn)系統(tǒng)，但未按照本標 準制定開采設計和安全技術(shù)措施處理方案并上報審批的；

（2）礦井已進行特殊條件下采煤或正在建設特殊條件下采煤的生產(chǎn)系統(tǒng)，但未批復開工報告或者被責令停工擅自建設的；

（3）礦井特殊條件下采煤的井巷工程未按設計施工的；

（4）超過批復能力生產(chǎn)、或超范圍施工和開采的；

（5）特殊條件下采煤的煤礦，未按照要求報送煤礦儲量年度報告、實際采區(qū)回采率的；

（6）建設、生產(chǎn)引起人員傷亡、安全事故、財產(chǎn)損失、地質(zhì)災害、環(huán)境破壞的；

（7）違反其他法律法規(guī)規(guī)定的。

第七章 附則

第 7-1 條 本辦法由山西省煤炭工業(yè)廳負責解釋。第 7-2 條 本辦法自發(fā)布之日起施行。

第二篇：煤礦開采

§1.1煤田開發(fā)的概念

一、煤田和礦區(qū)

1、煤田：由含炭物質(zhì)沉積形成的大面積含煤地帶稱～（自然形成）。

2、礦區(qū)：開發(fā)煤田形成的社會組合稱礦區(qū)（社會的）。

二、煤層的分類

1）、按厚度分為：

（1）、薄煤層，厚度為 可采厚度～1.3 m；

（2）、中厚煤層，厚度為 1.3～3.5m；

（3）、厚煤層，厚度為3.5～10m；

2）、按傾角分為：

（1）、近水平煤層，傾角為 00～80；

（2）、緩斜煤層，傾角為80～250；

（3）、傾斜煤層，傾角為 250～450；

（4）急傾斜煤層，傾角為450<

二、井田

1、井田：劃分給一個礦井開采的那一部分煤田稱為井田。

2、煤田劃分為井田的原則：

要充分利用自然條件作為井田邊界。

要處理好與相鄰井田的關(guān)系

要有與礦區(qū)開發(fā)強度相適應的礦井數(shù)目和井田范圍

安全境界效果好

為礦井發(fā)展留有余地

直線原則

按應用范圍分：

（1）開拓巷道：為全礦井或一個開采水平服務的巷道，如井筒、水平打巷、井底車場。

（2）準備巷道：為一個采區(qū)或幾個區(qū)段服務的運輸、通風等巷道；

（3）回采巷道：直接為采煤工作面服務的巷道。

1生產(chǎn)系統(tǒng)：運煤系統(tǒng)2通風系統(tǒng)3運料排矸系統(tǒng)4排水系統(tǒng)5動力供應系統(tǒng)

礦井可采儲量與工業(yè)儲量、生產(chǎn)能力和服務年限的關(guān)系，可用下式表示：

Zk=(Zc-P)C

Zk=A·T·K

式中Zk——可采儲量，萬t；

Zc——工業(yè)儲量，萬t；

C ——采區(qū)設計回采率，薄煤層為0.85，中厚煤層為0.80，厚煤層為0.75；地方小煤礦不小于0.7

采煤面采出率;薄0.97中厚0.95厚0.9

3三、礦井生產(chǎn)能力與井型

1、礦井生產(chǎn)能力：指礦井的設計的年生產(chǎn)能力，亦稱井型。

1）、小型井：9、15、21、30（萬t/a）；

2）、中型井：45、60、90（萬t/a）；

3）、大型井：120、150、180、240（萬t/a）；

4）、特大型井：300、400、500、600（萬t/a）。

五、井田內(nèi)的再劃分

階段：在井田范圍內(nèi)，沿煤層傾斜方向?qū)⒚簩觿澐譃槿舾蓚€平行于走向的長條部分，每個長條部分設有獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)，稱每個長條部分為階段；

水平：在煤礦生產(chǎn)中，將設有井底車場和主要運輸大巷的水平稱為開采水平

2）、階段內(nèi)的劃分：

（1）劃分為采區(qū)

采區(qū)：在階段內(nèi)，沿走向?qū)㈦A段劃分成若干個具有獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)的塊段，叫采區(qū)，當煤層傾角比較小時，沿走向劃分成若干個傾斜條帶，每一個單元布置1~2個采煤工作面，稱為分帶；

分段：當井田的走向長度比較短時，并且沿走向沒有沿傾斜方向的斷層，劃分成可以進行開采的單元，每一個單元稱為一個

分段；（圖1-13）

劃分為區(qū)段：在采區(qū)范圍內(nèi)，沿傾斜方向?qū)⒉蓞^(qū)劃分為若干個只適合一個采煤工作面開采的長條部分，每一個長條部分為區(qū)段；

第三篇：煤礦開采學

第一章

井田

礦井生產(chǎn)能力和服務年限 p6圖1-3

立井，上山，下山，暗立井定義

井田內(nèi)在劃分：采區(qū)，盤區(qū)，帶區(qū)定義

生產(chǎn)系統(tǒng)：運煤，通風，運料排矸，排水系統(tǒng) 圖1-9

第三篇

P275 井田劃分原則、方法

P277 礦井儲量、生產(chǎn)能力和服務年限三者關(guān)系

P282 確定井田開拓方式的原則 圖16-5

P285 我國煤礦井田開拓的發(fā)展方向 三大點圖17-1 P296 每一個開拓形式優(yōu)缺點及適用條件

什么是多井筒分區(qū)域開拓方式

P303合理確定水平垂高下山開采定義，適用條件 P307 輔助水平概念及應用

P312 開采水平大巷布置方式巖石大巷與煤層大巷優(yōu)缺點 P317 井筒位置沿井田走向的位置，沿煤層傾向的位置如何合理確定井筒位置

風井布置形式

P323 井底車場形式，主井與副井附近有哪些硐室圖19-1 P340 礦井開拓延深原則與方案

第二編

P181正確合理的準備方式應遵循的原則P183 圖11-2

P215 采區(qū)參數(shù)：采區(qū)走向長度的定義及制約因素

P221 采區(qū)上中下部車場概念

第一篇

P17 采煤方法概念，分類

P24 第三章 什么是炮采，普采，綜采定義及各自優(yōu)缺點主要綜采設備

P71 采煤工作面作業(yè)規(guī)程的內(nèi)容和編制步驟 圖3-57

P68 什么是開機率，如何提高采煤機開機率

采煤工作面長度如何合理確定？

P76 圖4-1 單一走向

P90 圖5-1 厚煤層分層開采

P107 圖6-1 傾斜長壁開采

P116 放頂煤采煤法定義，優(yōu)缺點

煤炭損失主要方面

如何提高采出率

P132 急斜煤層采煤法形式

題型：名詞解釋，簡答題，分析題，畫圖題

第四篇：煤礦開采

煤礦開采的兩種方法：

1、露天開采。當?shù)V層接近地表時，使用露天開采的方式較為經(jīng)濟。礦層上方的土稱為表土。在尚未開發(fā)的表土帶中埋設炸藥，接著使用挖泥機、挖土機、卡車等設備移除表土。這些表土則被填入之前已開采的礦坑中。表土移除后，礦層將會暴露出來；這時將礦塊鉆碎或炸碎，使用卡車將礦砂運往選煤廠做進一步處理。當?shù)V石開采完畢，在隔壁重復同樣的步驟。露天開采的方式可比地下開采的方式獲得較大比率的煤礦，因為較多的礦層被利用。世界上大概有40%的煤礦采用這種開采方式。

2、地下開采。大部分礦層均遠離地表，因此無法使用露天開采的方式。地下開采目前占世界煤礦生產(chǎn)的60%。在礦坑，通常使用房柱法在礦層中推進，梁柱用來支持礦坑。共有四種主要的地下開采法：

長壁開采–長約300米以上的采掘面。一臺精密的采礦機在礦層隧道中前后移動。松動的礦石掉入輸送帶中，并移到工作區(qū)域。

連續(xù)開采–利用一臺有碳化鎢鉆頭的機器從礦層中刮下煤礦。在“房柱法”系統(tǒng)中操作–在一系列約10米的房間區(qū)域中工作。

爆破開采–傳統(tǒng)的開采方式。使用炸藥打碎礦層，將礦石收集放在礦車或運輸帶中。

短壁開采–使用連續(xù)開采的機器。類似長壁開采有著可移動的坑頂支撐。

第五篇：采礦07《煤礦特殊開采方法》講稿(多媒體)

煤礦特殊開采方法

主講人：廖學東

碩士生導師

高級工程師

緒 論

一、什么是特殊開采

特殊開采是研究某些特殊條件下開采煤層所采用的特殊開采技術(shù)和方法。

二、特殊開采的研究內(nèi)容

（一）巖層與地表移動

巖層與地表移動是指由于地下開采引起的巖層與地表的移動，也稱為“開采沉陷”。

（二）建筑物下采煤

建筑物下采煤是指從技術(shù)上、經(jīng)濟上、使用要求上不適合搬遷的建筑物、構(gòu)筑物等所壓煤層的開采。

（三）鐵路下采煤

鐵路下采煤主要是指國家一、二級鐵路干線和重要的鐵路支線（國家三級鐵路）下所壓煤層的開采。

（四）水體下采煤

水體下采煤是指受水患威脅的地面水體和可采煤層以上的地下水體所壓煤層的開采。

地面水體

松散含水層

基巖含水層

（五）水體上采煤

水體上采煤是指受基盤或底板巖溶承壓水威脅煤層的安全開采，又稱巖溶承壓水體上采煤。

奧陶紀灰?guī)r 茅口灰?guī)r 棲霞灰?guī)r

底板灰?guī)r水

（六）其它特殊條件下開采

三、特殊開采的發(fā)展概況

1、建筑物下采煤方面

2、鐵路下采煤方面

3、水體下采煤方面

4、水體上采煤方面

四、學習特殊開采的意義

第一章 礦山巖層與地表移動

第一節(jié) 巖層移動的基本規(guī)律

巖層移動：地下煤層采出后，在巖體內(nèi)部形成一個空洞，使圍巖原有的應力平衡狀態(tài)受到破壞，引起應力的重新分布，直至達到新的平衡，這一復雜的現(xiàn)象和過程稱為巖層移動。

采空區(qū)上覆巖層移動示意圖

一、巖層移動的基本形式

1、彎曲

2、開裂（裂縫）

3、垮落

4、滑移及滑落

滑移：指煤層頂板沿層理面方向的移動。

巖層滑移 滑落：指煤層底板向采空區(qū)方向的整體移動。

巖層滑落

二、采空地區(qū)巖層移動規(guī)律

（一）巖層移動的豎向分帶

1、上覆巖層

巖層移動豎向分帶示意圖

1冒落帶，2裂縫帶，3彎曲下沉帶，4層向裂隙帶，5彈性影響帶

①冒落帶

直接與煤層接觸的頂板發(fā)生冒落的那部分巖層。

冒落帶的特點：a、巖層發(fā)生粉碎性破壞；b、下段巖層呈雜亂無章堆積，碎脹系數(shù)大，上段巖層有可能出現(xiàn)似層狀堆積，碎脹系數(shù)??；c、具有很強的連通性、導水性、透氣性，甚至還能透泥、透砂。②裂縫帶

位于冒落帶上方、以產(chǎn)生裂縫為主要特征的那部分巖層。

裂縫帶特點：a、巖層仍保持原有層狀；b、巖層內(nèi)產(chǎn)生豎向裂縫（垂直于煤層層面）和離層裂縫（平行于煤層層面），這些裂縫可相互溝通，具有一定的連通性、導水性、透氣性，但一般不具透泥、透砂能力。

③彎曲下沉帶

位于裂縫帶上方、直至地表的那部分巖層。

彎曲下沉帶特點：a、以彎曲下沉為基本特征；b、巖層仍保持原有層狀；c、可能出現(xiàn)少量的豎向裂縫（地表盆地邊緣）和離層裂縫，這些裂縫一般不溝通，所以一般不具連通性、導水性、透氣性。

2、下伏巖層 ①層向裂隙帶

位于煤層下方緊貼煤層的那部分巖層。

層向裂隙帶特點：a、以大量層向裂隙為主要特征，同時在采空區(qū)邊緣附近還會產(chǎn)生剪切裂縫，這些裂縫可能相互溝通；b、該帶波及下方水體，會成為底板承壓水突水的通道。

②彈性影響帶

位于層向裂隙帶以下、采動影響所能波及的那部分巖層。

彈性影響帶特點：a、不產(chǎn)生層向裂隙和其它裂隙，不具導水性；b、能傳遞礦山壓力，會誘導底板突水或瓦斯突出。

3、豎向分帶的變異

（1）實行充填或條帶開采時，一般不會出現(xiàn)冒落帶，僅有裂縫帶和彎曲下沉帶。

（2）采厚小、頂板堅韌時（如石灰?guī)r），頂板會出現(xiàn)緩慢下沉，不出現(xiàn)冒落帶，裂縫帶亦不明顯，只出現(xiàn)彎曲下沉帶。

（3）采深小、采厚大時，可能是冒落帶、裂縫帶直達地表，而無彎曲下沉帶。

（4）急傾斜煤層開采時，不但頂板發(fā)生冒落破壞，而且底板易產(chǎn)生滑動（傾角>55°時易發(fā)生），各帶不明顯。

（5）地質(zhì)構(gòu)造復雜或采用非正規(guī)采煤法時，巖層會出現(xiàn)雜亂無章的破壞，地表出現(xiàn)非連續(xù)變形，甚至產(chǎn)生抽冒和切冒等非均衡破壞。

（二）巖層移動的空間分區(qū)

走向剖面 傾斜剖面

壓縮區(qū) 剪切區(qū) 膨脹區(qū) 剪切區(qū) 壓縮區(qū)

1、上覆巖層（1）充分采動區(qū)

受采動影響充分的地區(qū)（圖中OAB、0CD）。

充分采動區(qū)特點：a、巖層層面上各點只有下沉，沒有變形，下沉值達到了該地質(zhì)采礦條件下的最大值，且各點的移動矢量一致；b、巖層移動結(jié)束，除冒落帶以外，巖層層面仍保持原有產(chǎn)狀。

充分采動角：充分采動區(qū)的邊界線與煤層層面的交角（銳角），用ψ（撲賽）表示。

充分采動角

（2）非充分采動區(qū)

受采動影響不夠充分的地區(qū)（圖中OAEFBO、0CGHDO）。

非充分采動區(qū)特點：a、巖層層面上各點不僅發(fā)生下沉，而且還有變形，下沉值沒有達到該地質(zhì)采礦條件下的最大值，各點的移動矢量不同；b、巖層移動結(jié)束，巖層層面原有的產(chǎn)狀發(fā)生變化。

2、下伏巖層（1）膨脹區(qū)

位于采空區(qū)下方的底板區(qū)域。

膨脹區(qū)特點：巖層處于卸壓狀態(tài)，以向上臌脹為基本特征，為層向裂隙帶的主要部分。

（2）壓縮區(qū)

位于采空區(qū)四周煤柱下方的區(qū)域。

壓縮區(qū)特點：受支承壓力的影響，巖層處于壓縮狀態(tài)。（3）剪切區(qū)

位于膨脹區(qū)與壓縮區(qū)之間的底板區(qū)域。

剪切區(qū)特點：巖層處于剪切狀態(tài)，產(chǎn)生明顯的剪切裂縫，是底板突水的主要通道。

三、巖層移動的時間過程

1、初始階段

2、初次來壓階段

3、正常推進階段

4、穩(wěn)定階段 第二節(jié) 地表移動的基本規(guī)律

地表移動：因采礦引起的巖層移動波及到地表，使地表產(chǎn)生移動、變形、破壞的現(xiàn)象和過程稱為地表移動。

一、地表移動的形式

1、地表移動盆地

由于采礦引起巖層移動波及到地表，在地表形成的沉陷區(qū)域稱為地表移動盆地，又稱為地表下沉盆地，在礦區(qū)經(jīng)常稱之為塌陷區(qū)。

2、裂縫及臺階

開采急傾斜煤層時地表移動特征

3、塌陷坑（塌陷漏斗）

地表塌陷漏斗

二、地表移動盆地的基本特征、類型及邊界參數(shù)（角量參數(shù)）

（一）地表移動盆地的基本特征 走向剖面 傾斜剖面

地表移動盆地示意圖

1、盆地面積大于采空區(qū)面積，盆地是巖層移動波及的最大范圍（地下范圍?。?/p>

2、盆地一般呈橢圓形，長軸和短軸分別與采空區(qū)主要延展方向和寬度相對應（即與工作面長度和寬度相對應）；

3、開采水平煤層，盆地面積與采空區(qū)面積處處對稱；開采有傾角煤層，盆地面積與采空區(qū)面積在走向方向?qū)ΨQ，在傾斜方向不對稱，盆地向下山方向偏移，煤層傾角越大，偏離越嚴重。

主斷面：通過地表移動盆地最大下沉點沿煤層走向方向或傾斜方向的垂直剖面稱為主斷面。

（二）地表移動盆地的類型及構(gòu)成

1、地表移動盆地的類型

充分采動：當充分采動區(qū)頂點超出地表，地表形成盤形（平底）移動盆地，這樣一種地表移動的形態(tài)。

剛達到充分采動時的地表移動盆地 超充分采動時地表的移動盆地

非充分采動：當充分采動區(qū)頂點未超出地表，地表形成碗形移動盆地，這樣一種地表移動的形態(tài)。

2、地表移動盆地的構(gòu)成（1）外邊緣區(qū)

位于邊界煤柱上方地表。（2）內(nèi)邊緣區(qū)

位于邊界煤柱和采空區(qū)中部之間上方部分。（3）中央?yún)^(qū)

位于采空區(qū)正上方地表。

（三）地表移動盆地的邊界參數(shù)（角量參數(shù)）

邊界角、移動角和裂縫角

1、邊界角

在充分采動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。

2、移動角

在充分采動或接近充分采動條件下，移動盆地主斷面上最外側(cè)的臨界變形值點和采空區(qū)邊界點的連線與水平線在煤壁一側(cè)的夾角。

3、裂縫角

在充分采動或接近充分采動條件下，移動盆地主斷面上地表最外側(cè)的一條裂縫和采空區(qū)邊界點的連線與水平線在煤壁一側(cè)的夾角。

4、最大下沉角

在移動盆地傾斜主斷面上，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。

最大下沉角

（a）非充分采動或充分采動條件下；（b）超充分采動條件下

三、地表移動變形的基本參數(shù)

1、下沉

指地表點沿鉛垂方向向下移動。

2、水平移動

指地表點沿水平方向發(fā)生移動。

3、傾斜

指地表單位長度內(nèi)下沉的差值。

4、曲率

指地表單位長度內(nèi)傾斜的差值。

5、水平變形

指地表單位長度內(nèi)水平移動值的差值。

四、地表移動變形曲線及函數(shù)關(guān)系

（一）地表移動變形曲線

1、有限盆地走向主斷面的移動變形曲線

1—下沉曲線；2—傾斜曲線；3—曲率曲線；4—水平移動曲線；5—水平變形曲線

2、半無限盆地接近充分采動時走向主斷面的移動變形曲線

1— 下沉曲線；2—傾斜曲線；3—曲率曲線；4—水平移動曲線；5—水平變形曲線

3、半無限盆地超充分采動時走向主斷面的移動變形曲線

1—下沉曲線；2—傾斜曲線；3—曲率曲線；4—水平移動曲線；5—水平變形曲線

4、傾斜煤層（15°< α < 55°）傾向主斷面移動變形曲線

1—下沉曲線；2—傾斜曲線；3—曲率曲線；4—水平移動曲線；5—水平變形曲線

（1）一般沿傾斜方向達不到充分采動。

（2）各種移動變形曲線對采空區(qū)都失去了對稱性，皆向下山方向偏移。（3）下沉曲線的上山部分比下山部分要陡，范圍要小。（4）水平移動曲線的最大水平移動點位于下山方向。

（5）水平變形曲線的最大拉伸變形在下山方向，最大壓縮變形在上山方向。

5、急傾斜煤層（α>55°）傾向主斷面移動變形曲線

1—下沉曲線；2—傾斜曲線；3—曲率曲線；4—水平移動曲線；5—水平變形曲線

（1）下沉盆地形態(tài)的非對稱性十分明顯。

（a）非對稱的瓢形盆地；（b）比較對稱的碗形盆地

（2）隨著煤層傾角的增大，最大下沉點位置逐漸移向煤層上山方向。（3）在松散層較薄的情況下，可能只出現(xiàn)指向上山方向的水平移動。（4）當開采厚度大、開采深度小時，開采后易使地表煤層露頭處出現(xiàn)塌陷坑，使各種移動變形曲線在地表出現(xiàn)不連續(xù)。

1—下沉曲線；2—水平移動曲線；3—水平變形曲線；4—地表塌陷坑

（二）地表移動變形的函數(shù)關(guān)系 設x是地表點的位置，則：

1、下沉：W = f（x），下沉是計算其它各函數(shù)關(guān)系的基礎。

2、傾斜：傾斜為下沉的一階導數(shù)，所以i= i（x）= f′(x)

3、曲率：由微積分可知K= y〃/（1+ y′2）3/2，在此，y′= f′(x)，y〃= f〃(x)由于移動盆地的傾斜值很小，y′2更小可忽略，所以：

K= K(x)≈ f〃(x)

4、水平移動：根據(jù)大量的實測資料分析表明，水平移動與傾斜形態(tài)相似，變化規(guī)律相同，所以：u = u(x)= Bi（x）=B f′(x)，B ——相似系數(shù)。

5、水平變形：由于水平變形為水平移動的一階導數(shù)，所以：

ε=ε(x)= u′(x)=B f〃(x)由此，水平變形和曲率曲線也是形態(tài)相似，變化規(guī)律相同。若已知下沉曲線的函數(shù)關(guān)系W = f（x），則：

i= f′(x)K= f〃(x)u= B f′(x)ε=B f〃(x)

五、地表移動的時間過程

（一）地表開始移動時間

1、用時間表示：就是用工作面自開切眼開始回采到地表開始發(fā)生移動（地表下沉10mm的點）時的時間間隔來表示。

2、用起動距表示：就是用工作面自開切眼開始推進到地表開始發(fā)生移動時的推進距離來表示。

（二）地表移動的超前影響

工作面推進過程中的超前影響

1、超前影響角

工作面前方地表開始移動的點（下沉10mm的點）與工作面的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角，用ω表示，見上圖。

2、超前影響距

工作面前方地表開始移動的點到工作面的水平距離稱為超前影響距，用l 表示，見上圖。

（三）地表移動的滯后性——地表下沉速度

工作面推進過程中的下沉速度曲線和滯后影響

1，2—非充分采動時的下沉速度曲線；3，4—充分采動時的下沉速度曲線

1、最大下沉速度滯后角

移動盆地最大下沉速度點與工作面連線與水平面在采空區(qū)內(nèi)側(cè)的夾角，用φ表示，φ一般為70°—80°.2、最大下沉速度滯后距

移動盆地最大下沉速度點與工作面的水平距離，用L表示。

（四）地表移動盆地的形成過程

下沉盆地形成階段圖

1、有限盆地階段

2、尖底半無限盆地階段

3、平底的半無限盆地階段

（五）地表移動持續(xù)時間

所謂地表移動持續(xù)時間就是從地表開始移動到停止的整個時間過程，也就是地表移動盆地形成的總時間，用T來表示。

地表移動持續(xù)時間或地表移動過程總時間T，分為三個階段（V為地表下沉速度）：

（1）開始階段T1：10mm/月< V < 50mm/月（α<45°）α—煤層傾角

或10mm/月< V < 30mm/月（α>45°）（2）活躍階段T2：V > 50mm/月（α<45°）

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

或V < 30mm/月（α>45°）