煤矿特殊开采[1]

煤矿特殊开采[1]
第一节 “三下一上”采煤方法
n二、建筑物压煤开采 n（一）地表移动和变形对建筑物的影响
地表移动变形分：下沉、水平移动与变形、倾 斜、曲率变形。 n 1、地表下沉的影响
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。
n （二）开采技术措施
1、在采区布置上，应尽量使受采动影响的线路 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、在浅部开采缓斜和倾斜厚煤层时，应尽量采
用倾斜分层采煤法，适当减小分层开采的厚度， 禁用一次采全高开采厚煤层与放顶煤开采方式。
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铁路线路是特殊的地面构筑物，列车重量 大，速度高，对线路规格要求严格，如果线 路受到采动影响超过一定的限度，列车的安 全运行便得不到保证。铁路线路的另一特点 是可以维修，便于维修。地下开采引起线路 移动和变形，可以在不间断线路营运的条件 下，用起道、拨道、顺坡、调整轨缝等方法 消除。
程度。
n 4、消除或减少开采边界的影响
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第一节 “三下一上”采煤方法
n三、铁路压煤开采 n（一）铁路压煤开采的特点和要求
为了保护铁路不受地下开采的损害，早期都采取 留设保安煤柱的方法。这种方法压煤甚多。如开滦 唐山矿井田上方京山铁路线，在地面上需保护的宽 度约12m，而井下所留煤柱宽达800～900m，6 个可采煤层累厚1 4m，总计压煤7000多万t。在国 外，19世纪末德国便开始了铁路下采煤试验。我国 于1965年在焦作矿区的焦李铁路支线下进行初次试 采。
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n (4)水理性质。主要指岩石在浸水后的崩解、 软化、泥化及强度降低等特性。泥质岩浸 水后易于软化、泥化，故其隔水性良好， 能抑制裂缝的发生和发育高度，促进顶板 垮落。
第一节 “三下一上”采煤方法
n（二）减少地表移动和变形的开采措施 n1、防止地表下沉
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。
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n (5)松散含水层和基岩含水层构成的水体。指基岩 含水层与松散含水层有密切水力联系的水体。这 里起决定作用的是开采深度、松散层中含水层的 富水程度、赋存状态及基岩风化带的含、隔水性。 在浅部开采时(回采上界到基岩表面的距离小于裂 缝带高度)，即要考虑松散含水层，又要考虑基岩 含水层：在深部开采时(回采上界至基岩表面的距 离大于裂缝带高度)。则仅需考虑基岩含水层的威 胁，松散含水层水只是基岩含水层的补给水源。
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n2.岩性及地层结构 岩性及地层结构既是岩(土)层含水性和
隔水性的决定因素，又是决定覆岩破坏和地 表塌陷特征的关键。许多国家都把有无泥质 岩(土)层及其在覆岩中含量的比例大小．作 为评判能否在水体下采煤的标准。
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n (1)岩石(土)的颗粒组成。对于土体，颗粒 粒径越小．其隔水性也越好。在砂层中， 粘土含量越大，隔水性能越好。对于岩层 而言，颗粒问的胶结物为硅质物、钙质物 时，强度大、易开裂，受压后其隔水性不 易恢复；胶结构为石膏、粘土时，强度小， 不易开裂，受压后能恢复隔水性。
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n (2)岩石的矿物成分及微观结构特征。影响 水体下采煤的岩石矿物成分及微观结构特 征主要是粘土矿物和可溶性矿物的含量及 其结晶结构。无机质成分具有亲水性、易 泥化、软化而有机质成分则具有亲油性， 不易泥化和软化。
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n (3)力学性质。弹性脆性强度高的岩层，在 采动影响下，容易产生裂缝，裂缝带发育 高度大，甚至有可能出现地表突然塌陷， 隔水能力较差，塑性柔性强度高的岩层， 在采动影响下，不容易产生裂缝，裂缝带 发育高度较小，不会出现地表的突然塌陷， 隔水能力较好。
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第一节 “三下一上”采煤方法
n 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。
n 3、地表曲率的影响
建筑物的基础底面出现悬空状态。
n 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。
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n 3．台阶状塌陷盆地 在开采急倾斜煤层的条件下，当采深与采厚
的比值较大时，地表可能出现一种台阶状平底塌 陷盆地。这种塌陷盆地的范围很大，盆地中央部 分平坦，边缘部分形成多级的台阶。靠煤层底板 一边比顶板一边的台阶落差大，边坡较陡，台阶 级数少。 n 4．塌陷坑
塌陷坑一般多出现在开采急倾斜煤层时。开 采缓倾斜煤层时，只在某种特殊的地质采煤条件 下有可能出现塌陷坑，塌陷坑按其形状可分为漏 斗状塌陷坑和槽形塌陷坑。
煤矿特殊开采
2020/11/21
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n 第一节 “三下一上”采煤方法 n 第二节 深井采煤
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第一节 “三下一上”采煤方法
n “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，称“三下一 上”。“三下一上”既要保证建筑物和铁 路不受到开采影响而破坏，还要保证开采 安全，又要尽量多采出煤炭。
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n 对于建筑物和铁路下采煤，连续的地表移 动比较有利，不连续的地表移动则不利。 对于水体下采煤，地表移动和破坏形式， 不是引起水体渗漏的标志。岩性不同，地 表移动和破坏对水体的影响大不一样。岩 性软弱时，即使是非连续的地表移动，对 水体的影响也是比较小的，连续的地表移 动有时也会引起水体渗漏。地表移动和破 坏的主要形式有如下几种。
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n (4)地表水体和松散含水层构成的水体，指 松散含中含水层的富 水性、赋存状态及松散层的总厚度，在松 散层总厚度很小的条件下，可按单纯的地 表水体对待；在松散层总厚度较大的条件 下，则可按单纯的松散含水层水体对待。
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由于有轨缝线路比较容易维修，所以决 定铁路线路下开采的因素不是移动值和变形 值大小，而是移动值和变形值的增长速度， 以及线路可提供维修作业的时间和维修作业 的劳动组织及技术管理水平。
我国矿区铁路的行车速度、列车密度不大， 为维修提供了良好条件。
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第一节 “三下一上”采煤方法
n 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。
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第一节 “三下一上”采煤方法
n 四、水体压煤开采 n 1、煤层上方水体类型 n (1)单纯的地表水体：指江湖河海、沼泽坑塘、
水库、水渠，采空区地表下沉盆地积水、洪水、 山沟水，稻田水等水体，且水体底部有粘性土层， 地表水与松散层及基岩含水层无直接的水力联系。 江湖河流、水库属统一型水体，来势凶猛。对矿 井安全生产有一定的威胁。洪水、山沟水、稻田 水属季节性统一型水体，对矿井生产的影响受季 节性限制。这里起决定作用的是水体与煤系基岩 之间的第四纪、第三纪粘性土层或隔水性好的基 岩风化带及其厚度。
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n (6)地表水体和基岩含水层二者构成的水体。 指基岩含水层直接接受地表水补给的水体。 这里起作用的是开采深度和基岩风化带的 含、隔水性。在浅部开采时，应同时考虑 上述两种水体；在深部开采时，则可按单 纯基岩含水层水体考虑
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n (7)地表水体、松散含水层和基岩含水层三 者构成的水体。当基岩含水层受到松散层 水的补给，而地表水又补给松散含水层时， 属于这种类型的水体，这里起决定作用的 是开采深度、松散含水层的富水性及其基 岩风化带的含、隔水性，在浅部开采时， 应同时考虑上述三种水体；在深部开采时， 则可按单纯的基岩含水层水体对待。
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第一节 “三下一上”采煤方法
n (二)地表移动的一般特征 n 由于开采深度、开采厚度、采煤方法、顶板管理
方法、岩性以及煤层的产状不同。地表移动和破 坏的形式也不一样。 n 采深和采厚的比值较小时，地表可能出现较大的 裂缝或塌陷坑。这时，地表的移动和变形在空间 上和时间上都是不连续的，即在渐变中有突变， 它们的分布没有严格的规律性。 n 当采深与采厚的比值较大时，地表将不出现大的 裂缝或塌陷坑。这时，地表的移动和变形在空间 和时间上是连续的、渐变的，它们的分布有明显 的规律性。
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n (2)单纯的松散含水层水体。指松散层中的砂层、砂砾层 及砾石层水体。这类水体属孔隙水，其特点是流速小，补 给速度慢。
n 松散含水层水体一般有松散层上部砂层水、中部砂层 水、下部砂层水，松散层全部砂层水。在多数情况下，松 散层上部砂层水和中部砂层水的富水性强，补给、径流、 排泄条件好。当其下面有较厚的粘性土隔水层时，对矿井 生产的威胁较小，如果松散层上部砂层水和中部砂层水的 补给、径流、排泄条件不好，即使其下面的粘性土隔水层 较薄。对矿井生产的威胁也是比较小的。松散层下部砂层 水及全部砂层水对矿井生产的威胁性较大，特别是当砂层 的富水性强，补给、径流、排泄条件好，且直接覆盖在煤 系基岩之上时，对矿井生产的威胁更大。
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第一节 “三下一上”采煤方法
n岩层与地表移动的一般特征 n（一）岩层移动的一般特征
地下开采破坏了岩体内原有的应力平衡状态，使 采空区周围的岩层乃至地表产生移动和变形。由于 地质和开采条件不同，岩层和地表的移动和变形的 表现形式、分布状况和程度大小也各不相同。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。