第一篇：特殊開采方法復習題

一開采引起的巖層與地表移動

1、四區(qū)、三帶的規(guī)律和特點，影響三帶高度的主要因素。（1）充分采動區(qū)：位于采空區(qū)中部上方，該區(qū)內(nèi)的巖層垮落與沉降已趨于停止，但范圍仍隨開采范圍擴大而不斷擴大；巖層平行于其原始層位；移動向量達到最大程度。（2）頂?shù)装鍓嚎s區(qū)：受支撐壓力作用而形成的；該區(qū)中頂板巖層距地表越近，下沉值越大。（3）最大彎曲區(qū)：此范圍巖層向下彎曲的程度最大；巖層層面上將出現(xiàn)較多的拉伸裂隙，甚至使整層巖層斷裂。（4）底板隆起區(qū)：由于卸壓及水平方向的壓縮，底板出現(xiàn)均勻隆起區(qū)和不二建筑物下采煤

1、地表移動變形對建筑物的影響

地下開采對地表的影響分為兩類：一類是移動，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、剪應變和扭曲。

(1)下沉。均勻下沉不會對建筑物帶來損害；下沉會使連通建筑物的各種管線的坡度發(fā)生變化；下沉較大而水位又很淺時，會是建筑物內(nèi)積水和潮濕。

(2)傾斜。傾斜造成建筑物重心偏移。對底面積小而高度又大的桿狀建筑物影響較大。

（3）曲率。有正曲率和負曲率下沉系數(shù)小；（2）主要影響角正

切??；（3）水平移動系數(shù)隨采深增加變??；（4）地表移動期短；（5）地表多次下沉。

保留條帶寬度a的確定：1）穩(wěn)定性要求。寬高比。2）強度要求。A、單向應力狀態(tài)下的強度要求。B、三向應力狀態(tài)下的強度要求。保留條帶能承受的極限載荷要大于實際承受的載荷。

5、不遷村采煤的理論依據(jù)（1）不遷村全采，采后維修和補償。（2）不遷村條帶開采。（3）不遷村就地重建抗采動變形建筑。

第三章 鐵路下采煤

1、鐵路下采煤的特點：

2、水體下的采煤方式（1）頂水采煤：（2）疏水采煤：（3）頂疏結(jié)合采煤：（4）堵截水源與疏水結(jié)合采煤： 第五章 承壓水上采煤

1、影響底板突水的主要因素：（1）水源條件（2）地質(zhì)構(gòu)造：斷層、巖溶陷落柱:(3)隔水層的阻水能力(4)礦山壓力。

4、在承壓含水層上帶壓開采時，有利于減少底板破壞深度，提高底板保護層厚度的技術(shù)措施：1）縮短工作面長度2）縮小來壓步距3）改變頂板管理方法和采煤方法4）改革采區(qū)巷道布置5）處理斷層和陷落柱6）注漿加固底板，提高保護層強度7）其它。均勻隆起區(qū)。

（1）垮落帶：由采礦引起的上覆巖層破壞并向采空區(qū)垮落的巖層。特點：分為規(guī)則垮落帶和不規(guī)則垮落帶；巖石的碎脹性使垮落帶巖石的體積明顯增大；高度取決于采出厚度、上覆巖層的巖性、碎脹系數(shù)和煤層傾角。（2）斷裂帶：垮落帶上方的巖層產(chǎn)生斷裂和裂縫，但仍保持其原有層狀的巖層。特點：巖層層面上出現(xiàn)垂直于層面的拉伸裂隙；各巖層之間產(chǎn)生平行于層面的離層；巖層一般都能導水；斷裂帶隨開采空間擴大而向上發(fā)展，達到最大，繼續(xù)擴大時，高度又隨之降低；重復開采時，高度上升幅度減小。

（3）彎曲帶：斷裂帶上界至地表的巖層。特點：具有隔水性；保持整體性和層狀結(jié)構(gòu)，很少存在離層裂隙；采深較大時，彎曲帶高度可能遠大于垮落帶和斷裂帶高度之和；地表下沉盆地邊緣往往要出現(xiàn)張裂隙。影響三帶高度的因素：（1）頂板巖性；（2）煤層傾角；（3）采高及厚煤層分層次數(shù)；（4）采空區(qū)范圍大??；（5）采空區(qū)處理方法。

2、地表移動和破壞的形式，地表移動的各種角量參數(shù)的定義、確定方法。形式：（1）地表移動盆地；（2）裂縫；（3）塌陷坑。參數(shù)：充分采動角，邊界角，移動角，裂隙角和最大下沉角。

5、地表移動變形的預計方法，掌握概率積分法，對該方法的原理、基本參數(shù)、基本方法要清楚，如概率積分法預計地表沉陷時需要用到的參數(shù)有哪些？ 基本原理：（1）將礦山巖體看成為一種松散介質(zhì)，開采引起的巖層與地表移動過程類似于松散介質(zhì)的移動過程，該過程是一個服從統(tǒng)計規(guī)律的隨機過程，可用概率論的方法揭示；（2）可將整個開采范圍分解成無窮多個無限小的開采單元，單元開采下沉盆地的下沉曲線為正態(tài)分布密度函數(shù)；（3）整個開采范圍對地表的影響相當于無窮多個單元開采對地表造成的影響之和，可以用概率分布密度函數(shù)曲線的積分來完成。

參數(shù)：任意點的位置x；主要影響半徑r；地表下沉系數(shù)η；水平移動系數(shù)b。

預計地表移動和變形時，只需計算出最大值，再以預計點的x/r為印數(shù)查表，求得分布函數(shù)的值，再把相應的最大值與分布函數(shù)值相乘即得。之分。正曲率使建筑物出現(xiàn)上寬下窄的豎向裂縫和倒八字裂縫。負曲率使建筑物出現(xiàn)正八字裂縫和水平裂縫。曲率對底面積小的建筑物影響較小，對長度大的建筑物影響較大。

（4）水平變形。水平變形對建筑物的破壞作用很大，尤其是拉伸變形的影響。

一般來說，地表拉伸變形與正曲率、地表壓縮變形和負曲率同時出現(xiàn)。由以上分析可知，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。

3、建筑物下采煤的井下開采技術(shù)措施，如建筑物下采煤時，兩層煤之間采用協(xié)調(diào)開采的原理，再如減少開采引起的地表建筑物所受變形的主要技術(shù)途徑： 對于連續(xù)型下沉，井下采取的開采技術(shù)措施大致上分為兩類，一類是既能減少地表下沉又能減少地表變形的井下開采技術(shù)措施；一類是減少地表變形的井下開采技術(shù)措施。

一、防止地表突然下沉和塌陷的開采技術(shù)措施

1、緩傾斜和傾斜厚煤層淺部開采時，采用傾斜分層采煤法；

2、開采急傾斜煤層時，采用分層間歇式采煤法；在煤層露頭處應保留足夠高度的煤柱；

3、查明建筑物下方是否有老窖、廢巷、巖溶、老井以及它們被充填的程度并采取措施。

二、既能減少地表下沉又能減少地表變形的井下開采技術(shù)措施

1、充填法處理采空區(qū)；

2、條帶采煤法；

3、采空區(qū)離層帶中高壓注漿法

三、減少地表變形的井下開采技術(shù)措施

1、限厚開采

2、消除或減少開采引起的地表變形不利疊加，利用地表變形有利疊加

（1）分層間間歇開采；（2）盡量采用無煤柱開采技術(shù)，避免殘留尺寸不當?shù)拿褐?；?）布置較長的工作面，使建筑物僅承受動態(tài)變形；（4）協(xié)調(diào)開采；（5）合理布置各煤層或上下分層的開采邊界（看書）；（6）合理部署工作面推進方向。

3、合理確定建筑物與開采區(qū)域的相對位置

4、對稱背向開采

4、條帶采煤法開采的理想地質(zhì)條件、移動變形特點及保留煤柱寬度的確定方法

理想地質(zhì)條件：煤層埋深小于400-500m，單一煤層，厚度比較穩(wěn)定，頂板巖層和煤層較硬。地表移動和變形特點：（1）地表（1）在安全上比一般建筑物要求要高；（2）因受到列車動載荷的作用，鐵路線路的移動和變形較為復雜；（3）線路在開采影響過程中可以通過日常的維修，及時消除自身的移動和變形。

2、地表移動變形對建筑物的影響

（1）傾斜。傾斜將使線路增減相應的坡度。沿線路方向的傾斜會使線路原有的坡度發(fā)生變化；垂直線路方向的橫向傾斜將使兩股鋼軌下沉不等；（2）曲率。線路相鄰段不均勻傾斜將導致豎直方向上原有豎曲線的曲率半徑變化，地表下沉曲線的正負曲率可使線路原有的曲率半徑增大或減小。（3）橫向水平移動。使線路直線段彎曲，使彎曲段的半徑增大或減小。（4）縱向水平移動和變形。拉伸變形使軌縫增大，可能拉斷魚尾板或切斷聯(lián)接螺栓；壓縮變形使軌縫縮小或閉合，使鋼軌接頭處或鋼軌產(chǎn)生附加應力。

3、鐵路下采煤的技術(shù)措施：（1）滿足一定的采深與采厚比；滿足規(guī)定要求。（2）防止地表突然下沉或塌陷；緩傾斜和傾斜厚煤層淺部開采時，采用傾斜分層采煤法；開采急傾斜煤層時，采用分層間歇式采煤法；在煤層露頭處應保留足夠高度的煤柱；查明建筑物下方是否有老窖、廢巷、巖溶、老井以及它們被充填的程度并采取措施。（3）減少地表下沉；最有效的方法是采用全部充填法，其次是采用條帶采煤法。（4）消除和減輕地表變形的疊加影響；采用無煤柱開采、順序開采及協(xié)調(diào)開采等方法。（5）合理布置工作面；應盡量將開采區(qū)域布置在鐵路的正下方，使線路處于移動盆地的主斷面上，且工作面推進方向與鐵路線路平行。

必要時，留設(shè)好鐵路煤柱。

第四章 水體下采煤

1、水體下采煤的理論依據(jù)

“三帶”理論(1)對于地面水體、松散層底部和基巖中的強、中含水層水體、要求保護的水源等水體，不允許導水斷裂帶波及；（2）對于松散層底部的弱含水層，允許導水斷裂帶波及；（3）對于厚松散層底部為極弱含水層或可以疏干的含水層，允許導水斷裂帶進入，同時允許垮落帶波及 隔水層理論（1）水體底面與煤層之間應有相應厚度的隔水層，才能實現(xiàn)水體下安全采煤。（2）一定厚度的泥巖和粘土層是水體下安全采煤的良好隔水層。

第六章 上行式開采順序采煤

1、恒底式采煤法的優(yōu)缺點，及其適用條件（或開采煤層的共同特點）

優(yōu)點：(1)巷道系統(tǒng)簡單，分層巷道始終沿煤層底板開掘，與上山的聯(lián)系簡單可靠，采區(qū)掘進率低（2）采煤工藝簡單，不需鋪設(shè)人工假頂，節(jié)省原材料，有利于提高工效，降低成本（3）巖層活動對工作面影響小，頂板易于管理，巷道易于維護。(4)各分層工作面的底板始終是煤層的原生底板，支架直接支在底板上，有利于發(fā)揮支架的支撐能力（５）工作面設(shè)備搬遷距離近，易于搬遷（６）在煤層頂板含水大或復合頂板等特殊條件下，有利于消除水患及冒頂?shù)耐{，利于安全生產(chǎn)（７）技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。缺點：（１）對煤體的粘結(jié)性要求高，破碎煤體必須容易粘結(jié)、壓實后易形成再生煤體（２）不利于防止煤層自燃，需要采取防煤層自燃措施，使開采技術(shù)變得復雜（３）煤矸容易混雜（４）對注水質(zhì)量要求高，如果采前注水不及時或效果不好，將在落煤、裝煤、運煤、放頂過程中，煤層易飛揚，空氣中煤塵含量較高，威脅礦井安全生產(chǎn)。使用條件：（１）緩傾斜及中傾斜厚煤層，頂板松軟破碎，彎曲性能較好，或頂板含水，而煤層遇水容易膠結(jié)。采用傾斜分層下行垮落采煤法存在很大困難時，采用恒底式采煤法有很好適應性。（２）煤層為中硬，粘結(jié)性強，易破碎，這樣的煤體冒落后，在上覆巖層重壓及水和泥漿作用下，容易形成再生煤體（３）每次不易自燃（４）煤層的瓦斯含量不宜太大（５）若開采頂板含水不大的厚煤層，煤層及頂板巖層應有較好的再生能力，且有較好的隔水性能。

第二篇：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（地下范圍小）；

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(shè)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(chǔ)。

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°）

第三篇：煤礦開采方法

摘要:隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國許多煤礦由于生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的落后，及安全條件差而導致被關(guān)閉.所以，提高煤礦開采技術(shù)政策，使煤獷開采技術(shù)機械化以及提高生產(chǎn)設(shè)備，改進煤礦的開采方法和技術(shù)工藝對我國煤礦的開采起著重要意義.關(guān)健詞: 煤礦開采;開采工藝;開采方法;開采技術(shù)

第四篇：煤礦開采技術(shù)復習題

一、名詞解釋：

1、井田開拓：由地表進入煤層為開采水平服務(wù)所進行的井巷布置和開掘工程。

2、采煤工藝：采煤工作面內(nèi)各道工序按照一定順序完成的方法及其相互配合。

3、采區(qū)車場：采區(qū)上（下）山與運輸大巷、回風大巷以及區(qū)段平巷聯(lián)絡(luò)處的一組巷道和硐室的總稱，是采區(qū)巷道布置系統(tǒng)中的重要組成部分。

4、正規(guī)循環(huán)作業(yè)：按照作業(yè)規(guī)程中循環(huán)作業(yè)圖表安排的工序順序和勞動定員，在規(guī)定的時間內(nèi)保質(zhì)、保量、安全地完成循環(huán)作業(yè)的全部工作量，并周而復始的進行采煤工作的一種作業(yè)方法。

5、采煤工作面作業(yè)規(guī)程：是現(xiàn)場工程技術(shù)管理人員根據(jù)工作面的具體地質(zhì)條件、機械電氣設(shè)備配備和勞動力條件編制的技術(shù)性文件，是工作面生產(chǎn)技術(shù)管理的依據(jù)。

6、井底車場：聯(lián)接井筒和井下主要運輸大巷的一組巷道和硐室的總稱，是聯(lián)結(jié)井下運輸和井筒提升的樞紐，擔負著煤炭、矸石、物料和人員的轉(zhuǎn)運及為全礦井通風、排水、供電服務(wù)的任務(wù)。

7、采煤系統(tǒng)：采區(qū)內(nèi)的巷道布置系統(tǒng)以及為了正常生產(chǎn)而建立的采區(qū)內(nèi)用于運輸、通風等目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。通常是由一系列的準備巷道和回采巷道組成的。

8、礦山壓力：存在于采掘空間周圍巖體內(nèi)和作用在支護物上的力。

二、選擇題：

1、水力采煤法為（）體系采煤法。B A、壁式

B、柱式

2、主、副井均為平硐，風井為立井的礦井開拓方式為（）。D A、立井開拓

B、斜井開拓

C、綜合開拓

D、平硐開拓

3、“三人連鎖爆破制”的瓦檢員攜帶的（）牌交給爆破工。C A、警戒牌

B、爆破命令牌

C、爆破牌

4、在普采工作面的支護中，為保護最后一排立柱，懸臂頂梁和支柱的關(guān)系應是（）。B A、正懸臂

B、倒懸臂

5、“一炮三檢”時，附近（）m范圍內(nèi)瓦斯?jié)舛冗_到1%時，嚴禁裝藥和爆破。D A、20

B、30

C、40

D、10

6、底卸式礦車運煤時的井底車場形式為（）B A、環(huán)形式井底車場

B、折返式井底車場

7、綜采工作面風速不允許超過（）m/s。A A、4

B、5

C、6

8、主井為斜井、副井為斜井、回風井為立井的礦井開拓方式為（）B A、立井開拓

B、斜井開拓

C、綜合開拓

D、平硐開拓

9、井底車場屬于（）巷道。B

A、準備

B、開拓

C、回采

10、綜合機械化采煤法中“三直一平”的“一平”指的是（）。A A、輸送機

B、頂梁

C、液壓支架

11、初次來壓前采煤工作面前方煤壁內(nèi)的支撐壓力較平時（）。A A、大

B、相等

C、小

12、煤層群的開采順序通常采用（）。B A、上行式

B、下行式

C、平行式

13、采煤工作面與巷道連接處的（）m范圍內(nèi)必須加強支護。A A、20

B、30

C、409、14、采區(qū)上山與階段運輸大巷相聯(lián)結(jié)的車場為（）C A、采區(qū)上部車場

B、采區(qū)中部車場

C、采區(qū)下部車場

15、采空區(qū)處理最常用的方法是（）。C A、緩慢下沉法

B、充填法

C、全部垮落法

16、“追機作業(yè)” 屬于（）的范疇。C A、作業(yè)形式

B、循環(huán)方式

C、勞動組織

17、爆破落煤時，三花眼指的是（）排眼。B A、單

B、雙

C、三

18、采煤工作面傾角大于（）時，必須有防止煤（矸）竄出刮板輸送機傷人的措施。A A、25°

B、15°

C、10°

19、“三采一準”屬于（）的范疇。A A、作業(yè)形式

B、循環(huán)方式

C、勞動組織

20、綜采放頂煤采煤工藝的循環(huán)標志是（）C A、移架

B、回柱放頂

C、放頂煤

三、判斷題：

1、在采空區(qū)兩側(cè)形成的支撐壓力為固定支撐壓力。（√）

2、分區(qū)式布置多用走向長壁采煤法采煤。

（√）

3、液壓支架一般為掩護式和支撐式兩種。（×）

4、巷道開掘順序是開拓巷道、回采巷道、準備巷道。

（×）

5、支架應具備一定的支撐能力和可縮性。（√）

6、倒懸臂支架主要是為了支護機道上方頂板。

（×）

7、壁式采煤工作面推進一般采用后退式。（√）

8、采煤工作面所有安全出口與巷道連接處僅在10米范圍內(nèi)要加強支護。

（×）

9、我國綜采放頂煤開采以低位放頂煤為主。（√）

10、支柱入井前應逐根進行壓力試驗。

（√）

11、綜采放頂煤回采以移架作為一個循環(huán)的標志。（×）

12、采區(qū)是一個相對獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)。

（√）

13、基本頂?shù)目迓洳骄啾戎苯禹數(shù)目迓洳骄嘁蟆＃ā蹋?/p>

14、走向長壁采煤工作面是沿走向布置。

（×）

15、偽傾斜柔性掩護支架采煤法是急傾斜煤層采煤法中較為先進的一種采煤法。（√）

16、可采儲量一定，井型越大，服務(wù)年限越短。

（√）

17、傾斜長壁采煤工作面是沿煤層傾斜方向推進。（√）

18、穿巖層的水平巷道就是運輸大巷。

（×）

19、正懸臂支架主要是為了支護采空區(qū)側(cè)頂板。（×）20、斜井開拓時，主井采用帶式輸送機運煤不可兼作回風井。

（×）

四、問答題：

1、采煤工作面作業(yè)規(guī)程的主要內(nèi)容有哪些？

答：

1、工作面基本概況

2、工作面的地質(zhì)狀況

3、采煤方法

4、工作面主要生產(chǎn)系統(tǒng)

5、工作面的循環(huán)圖表

6、安全管理制度

7、安全技術(shù)措施

8、災害事故防治措施

9、煤質(zhì)管理措施

2、電牽引采煤機特點有哪些？

答：

1、具有良好的牽引特性；

2、可用于大傾角煤層；

3、運行可靠，使用壽命長；

4、反應靈敏，動態(tài)特性好；

5、效率高；

6、結(jié)構(gòu)簡單；

7、有完整的監(jiān)測和顯示系統(tǒng)。

3、選擇采煤方法的原則是什么？

答：選擇采煤方法，應當結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟特點，根據(jù)煤層賦存條件、礦井開采技術(shù)水平等因素，選用技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全生產(chǎn)條件好、資源回收率高的采煤方法。必須滿足安全、經(jīng)濟、煤炭采出率高的原則。

4、試問斜井與立井相比較的優(yōu)缺點？

答：斜井井筒掘進技術(shù)和施工設(shè)備比較簡單，掘進速度快；地面工業(yè)建筑、井筒裝備、井底車場及硐室較立井簡單；投產(chǎn)快，建井期短；多水平開采時斜井的石門長度較立井短；斜井延深較立井方便。

缺點是當條件相同時，斜井較立井長，保護煤柱多；圍巖不穩(wěn)定時，維護費用高；提升速度慢、能力小、鋼絲繩磨損大、動力消耗大；當斜井較長時，多段提升，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多、占用設(shè)備和人員多；沿井筒敷設(shè)的管線長、通風線路長；穿過含水層和流砂層困難等。

五、簡述題：

1、試完成下面綜采工作面循環(huán)作業(yè)圖表，該工作面長度150m，雙向割煤，端部斜切進刀（割三角煤），采用“三采一準”作業(yè)方式，及時支護，每班四個循環(huán)。

割煤移架推移輸送機檢修試運轉(zhuǎn)

2、某礦普采工作面長度140m，煤層厚度2.1m，煤層傾角6°～8°，煤層普氏系數(shù)f=1.5。頂板中等穩(wěn)定，采用全部垮落法處理采空區(qū)，采煤機選用單滾筒采煤機，割煤方式為雙向割煤、往返一刀，進刀方式為推入法進刀。試述該工作面割一刀煤的采煤工藝過程。

答：每班開始生產(chǎn)時，采煤機自工作面下切口開始割煤，采煤機向上運行時升起搖臂，滾筒沿頂板割煤，并利用滾筒螺旋及弧形擋煤板裝煤，工人隨機掛梁，托住頂板，采煤機運行至工作面上切口后，翻轉(zhuǎn)弧形擋煤板，將搖臂降下，開始自上而下運行，滾筒割底煤并裝余煤。滯后采煤機10-15m，依次開動千斤頂推移刮板輸送機，與此同時，輸送機槽上的鏟煤板清理機道上的浮煤。推移完輸送機后，開始支設(shè)單體液壓支柱。

當采煤機割底煤至工作面下切口時，支設(shè)好下端頭的支架，移直輸送機，采用直接推入法進刀，使采煤機滾筒進入新的位置，以便重新割煤。然后回掉最后一排柱，讓采空區(qū)頂板自行垮落，同時檢修有關(guān)設(shè)備。

割煤和回柱期間，乳化液泵站始終向工作面供液，以保證推移輸送機和支設(shè)、回撤液壓工作正常進行。

第五篇：煤礦開采方法說課稿

《煤礦開采方法》說課稿

一 教材分析教材地位

煤礦開采方法是學習和掌握煤礦開采技術(shù)的綜合性技術(shù)課程，是煤礦開采技術(shù)專業(yè)的核心課程和主干課程。根據(jù)煤礦生產(chǎn)、技術(shù)、管理一線高技能人才職業(yè)崗位（群）知識、能力和素質(zhì)要求，堅持理論與實際緊密結(jié)合，闡述不同煤層賦存條件下的井田開拓方式、采煤方法、開采設(shè)計等專業(yè)理論知識和實踐知識。因此，學習好本課程，對于從事煤礦生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員來說，是至關(guān)重要的。2 教材特色

本書突出了職業(yè)教育特色，注重應用能力和實踐能力的培養(yǎng)，以適應煤炭類煤礦開采技術(shù)專業(yè)對煤礦建設(shè)生產(chǎn)知識的要求。本書系統(tǒng)地介紹了煤礦開采的基本知識和煤礦建設(shè)的專業(yè)知識，并反映了近年來煤礦建設(shè)生產(chǎn)的最新技術(shù)、最新成果和煤炭科學技術(shù)的發(fā)展趨勢。教材目的目的是使學生對煤礦建設(shè)、安全技術(shù)、科學技術(shù)的現(xiàn)在及其發(fā)展方向具有全面、概況的了解，并明確所學專業(yè)在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中的地位和作用，為學好有關(guān)專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。課程目標

通過本課程的學習，本專業(yè)畢業(yè)生應當具備以下技能：

1）能進行采區(qū)巷道布置方案的設(shè)計、合理確定采煤工藝、編制采煤工作面作業(yè)規(guī)程。

2）能組織采煤工作面生產(chǎn)及工程質(zhì)量驗收。

3）會編制采煤工作面各種安全技術(shù)措施，針對事故預兆能采取正確的安全技術(shù)措施。

4）能進行采煤等主要工種的技術(shù)操作。

二 教學內(nèi)容

本書是一門系統(tǒng)地介紹煤礦建設(shè)和生產(chǎn)科學技術(shù)基礎(chǔ)知識的課程。1完成方法模塊

課堂理論教學110學時

課內(nèi)實踐教學30學時知識內(nèi)容模塊

模塊1.井田開拓知識（46學時）

模塊2.采煤方法（64學時）

模塊3.開采設(shè)計（30學時）

課程詳細內(nèi)容：

模塊1.緒論與井田開拓

1）緒論：采礦學科的發(fā)展；煤礦開采的基本概念

初步了解采礦學科的歷史、現(xiàn)狀，了解《煤礦開采方法》課程的性質(zhì)、特點、目的及主要內(nèi)容；礦井開采技術(shù)發(fā)展方向。

2）井田開拓

2井田開拓的基本知識；

2井田開拓方式；

2井底車場；

2井田開拓的基本問題。

3）實踐教學

礦井開拓系統(tǒng)模型實踐教學。

技能培養(yǎng)要求：能夠敘述巷道的名稱、形式、用途、主要技術(shù)裝備及同周圍巷道的空間關(guān)系，建立礦井巷道的空間概念，能合理選擇礦井開拓方式，熟悉井底車場形式及其組成，并能繪制井底車場線路布置圖，熟悉礦井生產(chǎn)系統(tǒng)。模塊2.采煤方法（包括：采煤系統(tǒng)與采煤工藝和特殊條件開采等）

1）采煤方法

2采煤方法的概念和選擇；

2工作面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律；

2走向長壁采煤法采煤系統(tǒng)；

2近水平煤層長壁采煤法采煤系統(tǒng)；

2長壁采煤法采煤工藝；

2厚煤層放頂煤采煤法；

2采煤工作面生產(chǎn)技術(shù)管理。

2）礦井特殊條件開采方法

2急傾斜煤層采煤法；

2柱式體系采煤法；

2礦井其他開采方法。

3）實踐教學

2觀看長壁采煤法采煤工藝與特殊條件開采電視錄像片。

2采區(qū)巷道布置模型、采煤工藝模型等實踐教學。

2開展采煤工藝發(fā)展趨勢課堂討論。

技能培養(yǎng)要求：建立采（盤）區(qū)巷道空間立體概念，熟悉不同煤層賦存條件下采（盤）區(qū)巷道方式、生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成等；能夠識讀和繪制采區(qū)巷道布置系統(tǒng)圖；熟悉采煤工作面布置及主要裝備、采煤工藝過程，各道工序的工作方式及其在時間與空間上的配合關(guān)系，并能進行采區(qū)巷道布置方案和采煤工作面生產(chǎn)工藝設(shè)計；能編制采煤工作面生產(chǎn)作業(yè)規(guī)程，具有采煤工作面生產(chǎn)技術(shù)管理的基本能力。

模塊3.礦井開采設(shè)計

1）礦井開采設(shè)計

2礦井設(shè)計主要內(nèi)容；

2采區(qū)設(shè)計的程序和內(nèi)容；

2）軌道線路設(shè)計

2礦井軌道線路設(shè)計基本知識、線路聯(lián)接點方式；

2采區(qū)（上、中、下）車場線路設(shè)計；

3）采區(qū)硐室設(shè)計

2采區(qū)絞車房硐室設(shè)計；

2采區(qū)變電所設(shè)計

3）實踐教學

采區(qū)車場線路布置模型

技能培養(yǎng)要求：能夠敘述礦井、采區(qū)設(shè)計主要內(nèi)容和設(shè)計方法；能正確選擇采區(qū)車場形式，并能進行線路設(shè)計計算。

三 課程實施

1課程的重點、難點及解決辦法

依據(jù)煤礦開采方法課程特點與煤礦地下生產(chǎn)的特殊性，煤礦開采方法課程的重點和難點如下：

第一篇：井田開拓

1）井田再劃分；

2）井田開拓方式選擇及應用；

3）礦井主要運輸巷道和井底車場布置形式；

第二篇：采煤方法

1）緩斜、傾斜走向長壁采煤法采煤系統(tǒng)；

2）綜合機械化采煤工藝；

3）采煤工作面生產(chǎn)技術(shù)管理。

4）厚煤層放頂煤采煤法

第三篇：礦井開采設(shè)計

1）采區(qū)方案設(shè)計；

2）采區(qū)上、中、下部車場線路設(shè)計；

3）采區(qū)硐室設(shè)計。

我們采取的相應的突破方法有：加強實踐環(huán)節(jié)，邊看邊學；以職業(yè)能力需求設(shè)計教學知識點。學法指導

（1）注意前后所學知識的串聯(lián)，綜合應用；

（2）加強教輔材料和網(wǎng)絡(luò)資源的使用；

（3）多問自己幾個為什么。教學模式設(shè)計

采取的教學模式主要有實訓教學相結(jié)合、任務(wù)驅(qū)動等幾種。

實訓教學相結(jié)合：參觀實訓基地，了解課程中涉及到的具體實物。

任務(wù)驅(qū)動：煤層課程后都給學生布置相應的課程任務(wù)，并要求學生在下次課提前交，驗收時要求學生講解其思路并簡要說明技術(shù)應用過程。教學方法

根據(jù)教學內(nèi)容，采用相應的教學方法有講授法、演示法、任務(wù)驅(qū)動教學法、小組討論教學法。

講授法：重點講授每節(jié)課所涉及到的重點、難點理論知識。

小組討論：在實踐過程中，根據(jù)課程內(nèi)容組織一些專題討論，有針對性將一些重點、難點的內(nèi)容融入習題或案例中，井下啟發(fā)式教學，要求學生用所學過的知識或開拓思路去解決。

任務(wù)驅(qū)動教學法：以學生為主體，教師為主導，學生主動參與、自主協(xié)作。5 教學程序設(shè)想

（1）由引入：把教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具有潛在意義的問題，讓學生產(chǎn)生強烈的問題意識，使學生的整個學習過程成為“猜想”繼而緊張的沉思，期待錄找理由和證明過程。在實際情況下學習可以使學生利用已有的知識與經(jīng)驗，同化和索引出當肖學習的新知識，這樣獲取知識，不但易于保持，而且易于遷移到陌生的問題情境中。

（2）由實例得出本課新的知識點。

（3）講解例題。在講例題時，不僅在于怎樣解，更在于為什么這樣解，而及時對解題方法和規(guī)律進行概括，有利于學生的思維能力。

（4）能力訓練。課后練習使學生能鞏固羨慕自覺運用所學知識與解題思想方法。

（5）總結(jié)結(jié)論，強化認識。知識性的內(nèi)容小結(jié)，可把課堂教學傳授的知識盡快化為學生的素質(zhì)，數(shù)學思想方法的小結(jié)，可使學生更深刻地理解數(shù)學思想方法在解題中的地位和應用，并且逐步培養(yǎng)學生良好的個性品質(zhì)目標。

（6）變式延伸，進行重構(gòu)，重視課本例題，適當對題目進行引申，使例題的作用更加突出，有利于學生對知識的串聯(lián)，累積，加工，從而達到舉一反三的效果。

（7）板書

（8）布置作業(yè)。

針對學生素質(zhì)的差異進行分層訓練，既使學生掌握基礎(chǔ)知識，又使學有余力的學生有所提高，教學程序：課堂結(jié)構(gòu)：復習提問，導入講授課，課堂練習，鞏固新課，布置作業(yè)等五部分

四 課程教學效果

該課程教學設(shè)計對09級學生進行授課后取得明顯效果。學生參與意識、學習興趣明顯提高。通過任務(wù)驅(qū)動的教學模式，學生分析問題和解決問題的能力、團隊精神和合作能力得到提高。

3收到了學生的好評。