煤矿特殊开采方法

岩层移动：因采矿引起采空区附近及上履岩石的移动、变形和破坏的现象其特征取决于地质因素和采矿因素，其中最主要的是：岩石的结构、力学性质及含水性；煤层倾角、厚度与煤深；采煤方法及开采范围大小因素。煤壁片帮受支撑压力的影响，煤壁附近的煤体被压碎后脱离煤壁的现象

从煤层直接顶板开始，由下向上依次垮落、断裂、离层、弯曲，对移动期间和移动稳定后的上履岩层按其破

坏程度不同，大致划分为垮落带、断裂带、弯曲带。

垮落带：由采矿引起的上履岩层破坏并向采空区垮落的岩层。

垮落带特点：1）长壁工作面回柱放顶或移架后，与煤层毗邻的直接顶失去支撑力破碎成大小不一和形状各

异的岩块，逐层垮落堆积在底板上，俞是靠近煤层的直接顶岩层，其垮落后俞是破碎和紊乱。分不规则垮落带和规则垮落带两部分。2）岩石的碎胀性使垮落带岩石的体积明显增大，生产期间，垮落后的直接顶岩层的碎胀系数一般可达1.3-1.5。3）垮落带高度取决于采出厚度、上履岩层的岩性、碎胀系数和煤层倾角。

H k=M/(k-1)cosa H k-垮落高度，M-煤层采高，k-岩石碎胀系数。a-煤层倾角。

断裂带：垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝，但仍保持其原有层状的岩石带。曾称为裂隙带。

断裂带岩层破坏的特点：1）垮落带之上的各分层岩层在弯曲下沉过程中，若承受的拉应力大于其抗拉强度，厠岩层层面上将出现垂直于层面的拉伸裂隙2）各岩层之间产生平行于层面的离层，离层裂隙的宽度靠下部分较大，靠上部分较小3）断裂带中的岩层分布着大致平行于层面和

垂直与层面的裂陷，这些裂隙相互沟通，明显地降低了岩体的隔水性能4）断裂带随开采空间向上发展，当开采空间扩展到一定范围后，断裂带高度

达到最大，开采范围继续扩大，断裂

带高度不再发展，并随时间推移，岩

层趋于稳定，断裂带上部裂隙逐步闭

合，其高度也随之降低5）厚煤层第

一分层以后的开采时断裂带高度上

升，但上升的幅度较初次采动大为减

小。

弯曲带：断裂带上界至地表的岩层称

为弯曲带，曾称弯曲下沉带或整体移

动带。

弯曲带的特点：1）带内岩层的自重

作用下产生沿层面法向方向的弯曲，

在水平方向处于双向受压状态，因而

压缩程度较好，一般情况下具有隔水

性，当岩性较好时隔水性能好2）该

带内的岩层移动过程是连续和有规

律的，并保持整体性和层状结构，不

存在或极少存在离层裂隙3）该带的

高度主要受采深影响，当采深较大

时，弯曲带的高度可能大大超过垮落

带的高度之和4）弯曲带上方地表一

般要形成地表下沉盆地，盆地边缘往

往会出现张裂隙约3-5米，一般小于

10米。

三带的轮廓形状主要与被开采煤层

的倾角有关。

影响垮落带与断裂带高度的主要因

素：顶板岩性、煤层倾角、采高及厚

煤层分层次数、采空区范围的大小、

采空区处理方法。

抽冒：指的是在浅部厚煤层、急倾斜

煤层及断层破碎带和基岩分化带附

近采煤或掘巷时，顶板岩层或煤层本

身在较小范围内垮落超过正常高度

的现象。

切冒：指的是当厚煤层极硬岩层下方

采空区达到一定面积后发生直达地

表的岩层一次性突然垮落和地表塌

陷的现象。

地标移动和破坏的主要形式：地表移

动盆地、裂缝、塌陷坑。

充分采动角：在充分采动（或超充分

采动）的条件下，根据移动盆地主断

面上实测下沉曲线，取盆地中心（或

盆地平底边缘）点至采空区边界连线

与煤层在采空区一侧的夹角。

边界角：在充分或接近充分采动条件

下，移动盆地主断面上的边界点和采

空区边界点的连线与水平线在煤壁

一侧的夹角。

松散层：第四纪、第三纪未成岩的冲

击层、洪积层和残积层的统称。

水体下采煤：在开采煤层上方的地表

水体下或地下水体下采煤称为水体

下采煤。

地表水：积聚在江、海、河、湖、水

库、水渠、坑、塘和塌陷区中的水。

隔水层：通常把导水性能很弱的岩层

称为隔水层。煤岩的隔水性能视岩

性、成岩情况和矿物成分而异。

地下水：贮存在地球岩石圈中，积聚

在岩石和松散层空隙中的水统称地

下水。

移动角：在充分或接近充分采动条件

下，在移动盆地的主断面上，地表最

外的临界变形点和采空区边界点连

线与水平线在煤壁一侧的夹角。

裂隙角：在充分或接近充分采动条件

下，在移动盆地的主断面上，地表最

外侧的一条裂缝和采空区边界点与

水平线在煤壁一侧的夹角。

最大下沉角：非充分和充分采动条件

下，在移动盆地倾向主断面上，采空

区中点和地表最大下沉点在地表水

平线上投影点的连线与水平线在下

山方向的夹角。

疏水采煤：疏水采煤的特点是：利用

矿井排水系统，开掘疏水巷道和钻

孔，疏降上部水体，再在水体下方从

事采煤作业。

突水系数：底板隔水层承受的水压与

底板隔水层厚度之比，称为突水系

数，单位Mpa/m.

难采煤层：由于特殊赋存条件，若不

采取相应的专门措施，而直接采用常

规开采方法，将难以有效地开采的煤

层。

地表移动盆地：开采影响波及到地表后，受开采影响的地表开始沉降，在采空区上方地表形成一个比采空区

面积大的沉陷区域，该沉陷区域称为地表移动盆地，又称地表下沉盆地。开采影响传播角：在移动盆地倾向主断面上，按拐点偏移距求得的计算开采边界和地表下沉曲线拐点在地表

水平线上的投影点的连线与水平线

在下山方向的夹角。

顶疏结合采煤：在受多种水体或多层含水层水体威胁的条件下采煤时，对于远离煤层较近，其间距大于导水断裂带高度的水体，采用顶水采煤；对于位于煤层直接顶之上或离煤层距

离较近，其间距在垮落带和导水断裂带范围内的水体，则采用疏水采煤。拐点偏移距：过地表下沉曲线拐点在地表水平线上的投影点，按开采影响传播角作直线与煤层相交，该交点与采空区边界沿煤层方向的距离即为

拐点偏移距。对于水平煤层或沿煤层走向方向剖面，则为水平距离。

概率积分法：整个开采范围对地表的影响相当于无穷多个单元开采对地

表造成的影响之和。无穷多个单元盆地的叠加构成总的地表移动盆地，这个过程的叠加与计算，可以用概率分布密度函数曲线的积分来完成。

三量：顶地板移近量、活柱下缩量、支柱载荷

冲击矿压是在高应力状态下发生的，该状态下积聚有大量弹性能的煤岩

体突然发出破坏、冒落或抛出，是能量突然释放，并伴有声响、震动和冲击波也称作煤爆、岩爆或冲击矿压。冲击地压：井巷或工作面周围煤岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。

冲击地压显现特征：突发性、多样性、破坏性、复杂性

冲击地压发生的机理和判别准则：强度理论、能量理论、冲击倾向理论、组合理论、失稳理论上行式开采顺序：煤层间、厚煤层分

层间及煤组间先采标高低的煤层、分

组或煤组，后采标告高的煤层、分层

或煤组称为上行式开采顺序。反之称

下行式开采顺序。按先采的分层、煤

层或煤组相对于未采的对应部分分：

煤层间上行式开采、分层间上行式开

采和煤组间上行式开采。根据煤层开

采后采空区处理方式分：厚煤层分层

充填上行开采、厚煤层分层恒底式上

行开采和煤层间垮落上行开采。

“三带”判别法：1）基本观点当上

位煤层位于下位煤层开采引起的垮

落带之内时，上位煤层的结构遭到破

坏，下位煤层先采后上位煤层无法开

采；当上位煤层位于下位煤层开采引

起的断裂带之内时，上位煤层的结构

只发生中等程度破坏，下位煤层开采

后，采取一定技术和措施后，上位煤

层可以开采；当上位煤层位于下位煤

层开采引起的断裂带之外时，上位煤

层只产生整体移动，结构不受破坏，

下位煤层开采后，上位煤层可以正常

开采2）垮落带和断裂带高度的计算。

现场预测冲击地压的方法有三种：钻

屑法为主的岩石力学法、以地音和微

震监测为主的地球物理方法、经验类

比法。

地表移动盆地内移动和变形的主要

指标：下沉、倾斜、曲率、水平移动、

水平变形、扭曲和剪切变形（详见

P19页）

曲率：地表单位长度内倾斜的变化，

用K表示，单位mm/m2或10-3/m

地表移动和变形的预计涉及以下层

次的内容：

1）开采影响范围2）开采影响范围

内地表移动和变形的最大值和出现

的位置3）主断面内地表移动和变形

值4）开采影响范围内地表任意点的

移动和变形值5）岩体内任意点的移

动和变形值6）多煤层开采地表和岩

层内任意点的移动和变形值。

我国常用的地表移动和变形预计方

法有：典型曲线法、概率积分法、剖

面函数法。

剖面函数法：是用某些函数来表示各

种开采条件下地表下沉盆地主断面

内典型移动和分布情况，这些函数是

典型曲线的解析表示形式，是基于实

测资料凭经验确定的，与典型曲线法

相比，剖面函数便于数学处理和计算

机运算。

设计的剖面函数应满足条件：1）函

数的特征值，如最大下沉、倾斜、曲

率、水平移动和水平变形等值所在位

置与实测位置相符2）在盆地边缘部

分不能收敛太快3）因充分采动条件

下下沉盆地存在一个最大正曲率和

最小负曲率，剖面函数应有三级导

数，并能等于零。

地表下沉速度指标分三阶段：开始阶

段-由移动开始至下沉速度达到

50mm/月；活跃阶段-下沉速度大于

50mm/月；衰退阶段-下沉速度小于

50mm/月。

建筑物下采煤首要影响因素：地质条

件、开采技术条件。

地下开采对地表的影响分两类：一类

移动，包括下沉和水平移动；另一类

是变形，包括倾斜、曲率、水平变形、

剪应变和扭曲。

使建筑物产生变形和破坏的主要原

因是：曲率和水平变形

在矿井、水平、采区设计时应划定保

护煤柱的建筑物有：

1）矿井无可靠抗地表变形措施的工

业场地建筑物和构筑物，以及远离工

业场地的矿井主要通风机及其分道

等设施2）国务院明令保护的文物、

纪念性建（构）筑物3）目前条件下

采用不搬迁或就地重建等方式进行

采煤在技术上不可能或经济上不合

理，而搬迁又无法实现或在经济上严

重不合理的建筑物或构筑物4）煤层

开采后，重要建筑物或构筑物所在地

表可能产生抽冒、切冒、滑坡等形式

的塌陷漏斗坑、突然下沉或滑动崩塌，造成对重要建筑物地基严重破坏的5）建（构）筑物所在地表下面潜水位较高，采后因地表下沉导致建筑物及其附近积水，又不能自流排泄或采用人工排泄方法经济上不合理6）重要河（湖、海）堤、库（河）坝、船闸、泄洪闸、泄水隧道和水电站等大型水工建筑工程。7）高速公路、机场跑道。

保护煤柱设计原理：围护带宽度和移动角

增加围护带宽度的目的：抵消留设保护煤柱时移动角的误差引起的煤柱尺寸不足；抵消井上下位置关系确定不准确而造成保护煤柱尺寸和位置的误差。

垂直剖面设计保护煤柱法：是作图的方法，作沿煤层走向和倾向的剖面，在剖面图上由移动角确定煤柱宽度，并投影到平面图上，得到保护煤柱边界。作图前所需资料：松散层和基岩移动角；煤层底板等高线图；井田地质剖面图；井上下对照图。

垂直法设计保护煤柱：作保护面积边界线所有角点处的垂线，并计算各垂线的长度，过各垂线的端点划直线，由所划直线的交点确定保护煤柱边界，这种计算每一条保护面积边界线垂线长度的方法称垂线法。

规程规定：符合下列条件之一者，建（构）筑物压煤允许开采：1）预计的地表变形小于建（构）筑物允许地表变形值2）预计地表变形值超过建（构）筑物允许地表变形值，但经就地维修能够实现安全采煤3）预计地表变形值超过建（构）筑物允许地表变形值，但经采取本矿区已有成功经验的开采技术措施和建（构）筑物加固保护措施后，能满足安全正常使用要求。

协调开采：当数个煤层或厚煤层数个分层同时开采时，控制各煤层或各分层工作面之间错距，使地表拉伸变形与压缩变形相互抵消，已达到减小地

表水平变形的目的。

试述在建筑物及村庄下采煤时应采

取的开采技术措施：1、减少地表最

大下沉值：充分开采；部分开采；分

层开采。2、消除和减少开采影响的

叠加：完全开采；顺序开采；合理地

布置各煤层或各分层的开采边界；正

确地安排工作面的推进方向。3、协

调开采：当数个煤层或厚煤层数个分

层同时开采时，控制各煤层或各分层

工作面之间的错距，使地表拉伸变形

与压缩变形相互抵销，已达到减小地

表水平变形的目的。4、消除边界的

影响：尽量使建筑物位于开采后的地

表均匀下沉区；可采用边界充填法

等。5合理的确定工作面与建筑物的

相对位置：平行长轴开采；合理确定

停采线与建筑物相对位置；6合理的

确定工作面的推进速度：连续均匀开

采；确定合理的工作面的推进速度。

条带采煤法：在开采范围内，沿一定

的方向将煤层划分为若干个条带，才

出一条，保留一条，相见排列。依靠

保留的条带煤柱支撑上履岩层的载

荷，以控制岩层和地表移动，使地表

变形减小，达到保护建筑物的目的。

什么是条带采煤法？有何优点及适

用条件？在开采范围内，沿一定的方

向将煤层划分为若干个条带，才出一

条，保留一条，相见排列。依靠保留

的条带煤柱支撑上履岩层的载荷，以

控制岩层和地表移动，使地表变形减

小，达到保护建筑物的目的。条带采

煤法突出的优点是开采后地表下沉

小，适合于下述条件下开采：1）地

面为密集建筑群、结构复杂的或纪念

性的建筑2）难搬迁的村庄3）铁路

桥梁、隧道或铁路干线下；4）水体

下的煤层及受岩溶承压水威胁的上

方煤层；5）地面排水困难。条带采

煤法开采的理想地质条件是：煤层埋

深小于400-500米，单一煤层，厚度

比较稳定。顶底板岩层和煤层较近。

条带划分类型：走向条带与倾斜条

带、垮落条带与充填条带。主要参数：

采出条带宽度、保留带宽度、采出率。

条带开采注意问题：1）在多煤层条

件下采用条带采煤法开采时，采用上

行开采顺序有利于保留条带基本不

再受重复采动影响2）当煤层层间距

较小或厚煤层分层开采时，上下煤层

或上下分层的煤柱要对齐；3）在保

留条带中尽量不开掘巷道或少开掘

巷道，以勉破坏煤层的完整性；4）

不得随意扩大采出条带宽度或缩小

保留条带宽度；5）为采出条带服务

的回采巷道采用锚杆支护能起到加

固保留条带的作用。

用充填法处理采空区，按运输充填材

料的动力不同，可分为自溜充填、风

力充填、机械充填和水力充填。

典型曲线法：以矿区的大量实测资料

为基础，以最终下沉曲线绘成无因次

下沉曲线通过综合分析，得出典型曲

线，作为地表移动和变形预计的依据

水力采煤：是指利用水力或水力-机

械开采和运输提升的采煤技术，简称

水采。

倍线：输沙管路长度与压头之比称为

倍线。（一般控制在6以下）

自然压头值：是指注砂室出砂口与管

路末端的标高差。

砂门子：一般是用秫秸等材料制成的

帘子，在用板条、草绳或废钢绳加固

于排柱上形成的栅栏。作用截留砂浆

滤出废水，分类：拉邦门子、堵头门

子、半截门子和地铺等。

水砂充填采煤法特点及其缺点及适

用范围：与倾斜分层下行垮落采煤法

相比，具有以下特点：开采引起的岩

层移动及地表下沉量小；采煤工作面

顶板压力小；如充填致密，采空区一

般不易引起自燃发火；采煤工作面内

空气湿润，煤尘小可减少煤尘危害。

缺点：增加了井上下充填系统及相应

的设备及设施，从而大大提高吨煤成

本；充填工序复杂，全部人工操作；

采煤工艺落后，实现机械化有一定的困难，劳动效率低。目前我国只在特殊条件下，如“三下开采”煤层、特厚煤层以及极易自燃煤层。

建筑物下采煤的地面技术措施：1、设计变形缝2、加设钢拉杆、钢箍或钢筋混凝土圈梁3、设计缓冲沟4、设计活动层5、对建筑物易损坏的薄弱环节局部加固。

水体下采煤的方式：1）顶水采煤。特点：对于水体基本不处理，直接在水体下方从事采煤作业，而在水体与每层之间保留一定厚度或垂高的安

全煤岩柱。适应于水量大、补水充足、水体距开采煤层较远的条件。2）疏水采煤。特点：利用矿井排水系统，开掘疏水巷道或钻孔，疏降上部水体，再在水体下方从事采煤作业。分类：先疏水后采煤、边疏水边采煤。先疏后采适用条件：每层直接顶为砂岩或石灰岩岩溶含水层，且能够实现预先疏干时；松散含水砂层为弱或中弱含水砂层，水源补给有限，通过石门疏干措施或提前开拓与采煤可以

预先疏干时。3）顶疏结合采煤。在多种水体或多层含水层水体威胁的

条件下采煤时，对于远离煤层，其间距大于导水断裂高度的水体采用顶

板采煤；对于位于煤层直接顶之上或离煤层距离较近，其间距在垮落带和导水断裂带范围内的水体，厠采用疏水采煤。4）堵截水源与疏水结合采煤。采用水泥、粘土或其他粘结性材料注入含水层的孔洞中，形成地下挡水帷幕，以切断地下水补给通道，然后进行疏水采煤。

水体下采煤的特点：1）水体下采煤主要考虑煤柱与水体之间有无隔水层，开采后隔水层能否破坏，开采引起的上履裂隙是否波及水体2）水体下采煤的主要保护对象是矿井本身，为保护矿井本身必须保护水体下方

的岩层3）水体下采煤的主要对策是隔离和疏降，从安全、经济和采出率等方面进行比较，确定合理开采方

案。

简述水体下采煤的井下主要安全技

术措施：1）试探开采2）分区隔离

开采3）全部充填法开采、部分开采

和分层间歇开采4）坚持有疑必探，

先探后采的原则5）正确设计防水隔

离煤柱。

简述高压注水软化顶板的特点和适

用条件：特点：1）人工强制爆破放

顶的采空区悬顶大，冒落矸石块度也

较大，约为注水软化法2-6倍，对采

空区的充填效果也比较差，爆破时常

出现较大的冲击载荷，不利于采场支

护，而注水软化顶板方法没有这些缺

点；2）采用注水法软化后的基本顶

周期来压步距较小；3）注水法工艺

复杂，占用设备多；4）注水法比爆

破多钻两倍的钻孔；5）顶板注水后

煤层也相应的吸收了一部分水分，有

利于减少开采过程中的煤尘，提高爆

破效率。适用条件：高压注水软化顶

板的方法主要用于煤层瓦斯含量高，

不宜采用人工爆破强制放顶的条件

下。在砾岩或砂岩胶结物为碳酸盐类

矿物胶结时，由于注水效果差，不宜

采用高压注水软化顶板的方法；当煤

层之上有直接顶或偽顶或处于地质

破坏带内时一般也不宜采用。

简述水力采煤与普通机械化开采相

比有那些优越性及缺点：水力采煤的

优点：1）生产能力较高、增产潜力

大；2）工艺简单、效率较高；3）设

备简单、材料消耗少、吨煤成本较低；

4）安全条件较好；5）对地质变化适

应能力较强；缺点1）采出率较低；

2）巷道掘进率较高；3）通风系统不

够完善；4）电耗较大；5）废水对地

面环境造成一定污染。

简述铁路下采煤采取的主要安全技

术措施：1、开采技术措施：1）满足

一定的采深与采厚比2）防止地表突

然下沉或塌陷。开采浅部近水平、缓

倾斜和中倾斜厚煤层时，应采用分层

采煤法，开采急倾斜煤层时要留有足

够尺寸的煤柱，并应防止采空区上部

抽冒，要防止采动时疏干老空积水或

石灰岩含水层造成的地表突然塌陷。

3）减少地表下沉，减少地表下沉最

有效的方法是采用全部充填法充填，

其次是采用条带式采煤法；4）消除

和减轻地表变形的叠加影响。采用完

全开采、顺序开采及协调开采等方

法，可以消除和减轻地表变形的叠加

影响，减少地表变形对铁路的影响5）

合理布置工作面。在铁路下采煤应尽

量将采空区布置在铁路的正下方，使

线路处于移动盆地的主断面上，且工

作面推进方向与铁路平行，以减少线

路的横向变形。2、留设好铁路煤柱；

3、铁路下开采的地面维修技术措施：

1）路基的维修2）线路下沉的维修3）

线路横向移动的维修4）铁路纵向移

动的维修

底板突水类型：1、按突水地点分：

巷道突水和采场突水；2、按突水动

态表现分：爆发型、缓冲型和滞后型；

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＜5m3/min.

底板突水原因：1、煤层底板的受理

与变形2、煤层底板岩层中的下三带

（底板采动导水破坏带、底板阻水

带、底板承压水导水带）

影响底板突水的主要原因：1、水源

条件。包括水量和水压水量愈丰富，

突水量愈大，危害愈大2、地质构造

3、隔水层的阻水能力

4、矿山压力。

承压含水层水体上采煤方案：主要指

开采过程对岩溶水的处理方案。包

括：深降强排方案、外截内排方案、

带压开采方案、综合治理同时带压开

采方案

深降强排方案：就是设计各种疏水工

程，如疏水井巷、疏水钻孔等，将岩

溶水水位人为地降低到开采水平以

下，以确保安全开采。优点：防止底

板突水效果好；缺点：疏水工程量大、

设备多电耗大，因而投资大、成本高；由于疏水引起水位降低，使附近工农业用水缺乏，并造成地表下陷。

外截内排方案：实质是在井田或井田内某一区域外围集中径流带采用钻

孔注浆的方法建立人工帷幕，截断矿井的补给水，然后在开采范围内疏水，将承压水的水位降低到开采水平以下优点：这种方案可确保矿井的安全生产，而且克服了深降强排的缺点缺点：该方案只能适应于特定条件，如水温地质条件清楚，补给径流区集中，帷幕截流工程易于施工的条件

带压开采方案指的是在具有承压水

压力的含水层上进行开采。实质是在开采过程中利用隔水层的阻水能力，防止底板突水。优点：无需事先专门排水，在经济上花费较少。缺点：不能确保不发生底板突水事故，特别是水文地质条件复杂地区，底板突水的危险性更大。另带压开采具有一定的局限性，当开采水平延伸，承压水的压力增大是，带压开采的危险性也相应加大。

简述承压含水层上采煤，我国主要采用哪几种综合治理同时带压开采方案：采用综合治理措施，并在承压含水层上带压开采，在开采之前要在矿区外围堵截地下水的补给水源，在开采过程中，视矿井涌水量的水压大小，进行适当的疏水降压，从而达到安全开采的目的。还需要分别或同时采取以下安全技术措施：1）缩短工作面长度。缩短工作面长度后，前支承压力峰值降低，底板破坏深度减少，有利于提高保护层厚度。2）缩小来压步距。通过人工挑顶，软化顶板和及时放顶的方法，缩小初次来压和周期来压步距，一方面降低前支承压力峰值，另一方面尽快使垮落岩石作用在采空区底板上。3）改变采空区处理方法。充填采煤法可减少支承压力对底板的破坏，能有效防止底鼓和底板裂隙张开，条带采煤法也可减轻支承压力对底板的破坏。4）改革

采区或带区巷道布置。巷道应尽可能

不穿越或少穿越断层，不可避免时，

巷道应尽可能与断层正交，避免与断

层平行和长距离斜交；尽可能减少巷

道交岔点数目和交岔点开口数目，并

要缩小交岔点面积，交岔点要尽可能

避开断层；采区或带区间要隔离开

采，四周边界要留有煤柱，之间要设

水闸门，以缩小底板一旦突水后的影

响范围。5）处理断层和陷落柱。断

层和陷落柱要留足够宽度的煤柱，对

于不可避免地穿越的断层和陷落柱，

特别是多条断层交汇处以及交岔点

与断层相交处，应根据掘进前后的渗

水情况，予以注浆加固。6）注浆加

固底板。对于底版破碎带及薄层石灰

岩含水层，通过钻孔注浆，堵塞石灰

岩溶洞，加固破碎带和裂隙带，并封

闭奥陶系石灰岩的补给通道。7）其

他。易突水地点要少掘巷，少钻孔，

提高工作面推进速度，并保持均匀推

进，避免工作面长期停采。

我国深矿井的类型：有三类：第一类，

深矿井由开采浅部煤层开始逐渐通

过延深而形成的，这类深矿井的开采

水平、在籍巷道和生产环节较多，生

产系统复杂，矿山压力、瓦斯和地温

等问题随开采深度加大而逐渐出现

和发展，我国这类型矿井较多。第二

类，深矿井是在深部新建的矿井，这

类深矿井的第一开采水平就比较大，

投产后就开始出现深矿井矿压和地

温等开采问题，但矿井生产系统比较

简单。第三类，深矿井为地标地形复

杂地区采用平硐开拓的矿井，这类深

矿井的开采水平标高并不很大，但由

于开采水平之上的履岩较厚，使矿井

的埋深却很深。

试述防范冲击地压应采取的综合技

术措施：1、防范冲击地压应采取的

跟本措施。1）合理开采部署。深矿

井中或新区段的投产要保证合理的

开采顺序，避免形成多侧采空的煤柱

后再回收。2）煤层注水。作用在于

改变煤体的结构，软化煤层增加塑性

变形。使煤体的强度和积蓄弹性能的

能力下降，是冲击倾向减弱。3）开

采解放层。目的是为了消除和减轻邻

近煤层发生冲击的危险，煤层开采后

在开采区间附近的顶板和底板中形

成应力降低区。2、防范冲击地压应

采取的解危措施。主要包括松动爆破

和震动爆破，大孔径钻孔卸压和巷道

卸压也是解危措施的一种。3、防止

冲击地压应采取的防护措施。再有冲

击地压的深矿井工作面，有条件时应

采用综采工艺，普采工作面应使用单

体液压支柱，且应加强切顶排支护，

巷道应有足够的断面，以适应中等以

下冲击地压变形的要求，并采用高强

度可塑性整体支架支护以适应大变

形的要求。

试述厚煤层分层恒底式上行顺序采

煤法的概念及适用条件：试述厚煤层

分层恒底式上行顺序采煤法是将厚

煤层划分为相当于中厚煤层的若干

分层，各分层工作面依次沿煤层底板

布置，以上面分层垮落后的煤作为顶

板，第一分层工作面回柱放顶或移架

后，上履煤层垮落下沉，经注水压实，

重新胶结后成为具有一定稳定性和

强度的再生煤体，采完第一分层后，

间隔一定时间，仍沿煤层底板在再生

煤体中重新布置工作面，此时第二分

层工作面的顶板，就是经过一次垮

落、破碎而又重新压实的再生煤体待

第二分层采完后，滞后一定时间，再

沿煤层底板布置第三分层的工作面，

以此类推，直至沿煤层底板将厚煤层

全部采完。适用条件：1）缓倾斜及

中倾斜厚煤层，顶板松软破碎，弯曲

性能较好，或顶板含水，而煤层遇水

容易胶结，若采用倾斜分层下行垮落

采煤法存在很大困难时，采用恒底式

分层长壁垮落采煤法对上述特殊开

采条件有很好的适应性。2）煤层为

中等硬度，粘结性强，易破碎，这样

的煤体冒落后，在上履岩层重压及水或泥浆作用下，容易形成再生煤体。3）煤层不易自然4）煤层的瓦斯含量不宜太大，否则会给底分层开采时带来通风方面的困难。5）若开采顶板含水大的厚煤层，煤层及顶板岩层应有较好的再生能力，且有较强的隔水性能。

极薄煤层开采的条件：1）属于特殊需要的优质煤2）相邻的主采煤层有冲击地压或有煤与瓦斯突出危险，极薄煤层可作为解放层3）矿井和采区尚未报废，剩余的储量为极薄煤层。4）劳动力价格低廉的小煤窑。

极薄和薄煤层开采特点：与厚和中厚煤层相比，极薄和薄煤层开采存在以下特点：1）采高低，人员在工作面只能爬行，甚至以卧姿作业，工作条件差，设备移动困难2）掘进率高，工作面接替困难3）长壁机械化工作面投入产出比高，单产、工效及经济效益低。

薄煤层开采工艺有：长壁式开采、螺旋钻机开采、连续采煤机房柱式开采、急倾斜煤层钢丝锯开采。

计算题：东山煤矿开采单一水平煤层，平均采厚m=2.0m,煤层倾角

a=15°，回采工作面走向长D2=400m,倾斜长D1=208m，下山边界采深

H1=120m，上山边界采深H2=68m，平均采深H0=94m,煤层顶板主要由中硬岩层砂岩和页岩组成，采用走向长壁全部垮落法。1、通过计算说明地表是否为充分采动？2、计算最大下沉值和最大水平移动值。3、走向边界的主要影响半径。4、计算地表走向边界的最大倾斜值icm和最大曲率Kcm.5、计算地表走向边界的最大水平变形值。

解：1）n1=0.7D1/H0=0.7×

208/94=1.55﹥1；

n2=0.7D2/H0=0.7×

400/94=2.98﹥1； n1、n2均大于1，所以为充分采动。

2）最大下沉

值:Wcm=qmcosa=0.7×2×

0.97=1.352mm

最大水平移动

值:Vcm=bWcm=1.352×0.3=406mm

3) 走向边界的主要影响半径：

r=H0/tgB=94/2=47mm

4)计算地表走向icm和最大曲率Kcm：

icm=Wcm/r=1352/47=28.77mm/m

K cm=±1.52Wcm/r2=±1.52×

1352/472=±0.93mm/m

5）地表走向边界的最大水平变

形值：

∑cm=±1.52bWcm/r=±1.52×0.3×1352/47=±13.12mm/m