煤矿开采方法
精品课程课件
第二篇 采煤方法
十四章 其他采煤法
第一节, 三下一上, 采煤方法
,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时,
既要保证建筑物和铁路不受到开采影响
而破坏, 又要尽量多采出煤炭 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
一, 岩层与地表移动的一般特征
（ 一 ） 岩层移动的一般特征
? 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。
第一节, 三下一上, 采煤方法
一, 岩层与地表移动的一般特征
（ 二 ） 地表移动的一般特征
（ 1） 地表移动盆地
（ 2） 裂缝
（ 3） 台阶状塌陷盆地
（ 4） 塌陷坑
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(一 )地表移动和变形对建筑物的影响
1.地表下沿的影响
? 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 。
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 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(一 )地表移动和变形对建筑物的影响
3.地表曲率的影响
?建筑物的基础底面出现悬空状态 。
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 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(二 )减少地表移动和变形的开采措施
1.防止地表突然下沉
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 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(二 )减少地表移动和变形的开采措施
2、减少地表下沉的措施
（ 1）采用充填采煤法
（ 2）使用分带开采法。
（ 3）使用房柱式采煤。
（ 4）减少一次采出煤厚。
第一节, 三下一上, 采煤方法
3、消除或减少开采影响的不利叠加的措
施
（ 1）分层间隔开采
（ 2）合理布置各煤层（分层）的开采边界
（ 3）尽量使用较长的采煤工作面，实行全柱开采
（ 4）尽量不残留尺寸不适当的煤柱
（ 5）协调开采
4、消除或减少开采边界的影响
第一节, 三下一上, 采煤方法
三, 铁路压煤开采
（ 一 ） 铁路压煤开采的特点和要求
（ 二 ） 开采技术措施
1、在采区布置上，应尽量使采动线路处于盆地主断
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、在缓斜和倾斜厚煤层浅部开采时，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
辞采全稿采煤法。
第一节, 三下一上, 采煤方法
三、铁路压煤开采
（二）开采技术措施
5、开采急斜煤层时，应尽量采用沿走向推进的小姐端伪倾斜
掩护支架采煤法，水平分层采煤法。
6、煤层顶板坚硬，不易冒落时，应进行人工放顶，以防止空
顶面积达到极限时突然冒落而引起地表突然下沉。
7、铁路位于煤层露头附近，或在其下方浅部有煤层或石灰岩
时，需调查铁路下方是否有老空区、废巷道发、岩溶等，如
果在这些空硐充水，则采前应将水排干，并用注浆法填是空
硐。
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。
第一节, 三下一上, 采煤方法
四, 水体压煤开采
(一 )影响水体下采煤的地质及水文地质因素
1.煤层上方水体类型
2.岩性及地层结构
3.断裂构造
4.煤 (岩 )层赋存状态
第一节, 三下一上, 采煤方法
四, 水体压煤开采
(二 )水体压煤开采的一般途径
1、顶水采煤 ——对水体不做任何处理，只在水体与
煤层之间保留一定厚度（或垂稿）的安全煤岩柱情
况下进行采煤。
2、疏干采煤：先疏后采，或边采边疏
3、顶疏结合开采
4、帷幕注浆堵水
(三 )水体下采煤的开采技术措施
第一节, 三下一上, 采煤方法
五, 石灰岩水压含水层上带压开采
(一 )石灰岩水压含水层上带压采煤防治水途径及技术
应用特点
1、石灰岩承压含水层上带压采煤防治途径
（ 1）疏水开采
（ 2）堵水开采
（ 3）带（水）压开采
（ 4）综合治理
2、石灰岩承压含水层上采煤技术应用的特点
第一节, 三下一上, 采煤方法
五, 石灰岩水压含水层上带压开采
(二 ) 石灰岩水压含水层上带压开采的技术条
件及影响因素
1、含水层的富水特征
2、断裂构造的导水性
3、底板岩柱的阻水能力
4、采动影响程度
第一节, 三下一上, 采煤方法
五, 石灰岩水压含水层上带压开采
(三 ) 石灰岩水压含水层上带压开采的适用条
件及技术措施
1、含水层上带压开采的适用条件
2、综合治理、带压开采的主要技术措施
第二节 水力采煤法
利用水力来完成矿井生产中采煤,
运输, 提升等生产环节的全部或部分工
作的开采技术, 简称水采 。
一, 水采生产系统简介
（ 一 ） 高压供水系统
（ 二 ） 煤水运提系统
（ 三 ） 脱水系统
第二节 水力采煤法
二, 水力采煤方法
? 特点,
1、以水射流实现落煤和运输两个主要生产环节，
把落煤与运输简化成单一的连续工序。
2、这种水采方法对回采空间的煤层顶板不进行支
护，作业人员不进入采煤工作面内。简化了采煤工
作面的顶板管理，减轻了工人劳动强度，提高了生
产的安全性。
3、这种水采方法的采煤工作面以短壁形式布置，
具有较强的机动性和灵活性。
第二节 水力采煤法
二, 水力采煤方法
（ 一 ） 倾斜短壁式采煤法
1,采准巷道布置
2、采区生产系统
3、采煤工艺
（二）走向短壁式采煤法
1、采准巷道布置
2、采区生产系统
3、采煤工艺 短壁式采煤法
（ 三 ） 倾斜短壁式与走向短壁式平煤法的比较
第二节 水力采煤法
三、水力采煤的适用条件
1、顶板稳定或中等稳定，底板泥化、底鼓不
严重，倾角 7° ～ 30° 的中厚和厚煤层。
2、厚度 1m以上、倾角大于 30°,顶底板稳定
性符合水采要求的倾斜、急斜煤层。
3、地质构造复杂、倾角、厚度变化大，但其
整体条件仍适合水采的中厚以上的不稳定煤
层。
第三节 水砂充填采煤法
一, 概述
?充填法是一种采空区处理的方法，它是利用
砂子、碎石或炉渣等材料充填采空区，借以
支撑围岩，防止或减少围岩垮落和变形。
?充填方法：自溜充填、机械充填、风力充填、
水力充填。
第三节 水砂充填采煤法
二, 充填材料的要求
（ 一 ） 对充填材料的要求
?数量足，取材容易，质量好，安全可靠，价
格低，易加工。
（二）充填材料的需要量
1、充填材料的总需要量
2、充填材料的年消耗量
第三节 水砂充填采煤法
三, 水力充填采煤法
?倾斜分层走向长壁上行充填采煤法及倾斜分
层 V形倾斜长壁上行充填采煤法 。
（ 一 ） 准备方式及采煤系统
（ 二 ） 采煤工艺
（三） V形倾斜长壁上行充填采煤法
第三节 水砂充填采煤法
四、适用条件
?倾斜分层走向长壁上行充填采煤法适用条件,
①倾角 5° ～ 35° 特厚煤层；
②对地表变形要求严格的建（构）筑物、铁
路下和水体下开采区域；
③顶板极破碎，有煤与瓦斯突出及冲击地压
的特厚煤层。
第四节 深井采煤
一, 深矿井开采的主要特征
（ 一 ） 地压大
（ 二 ） 地温高
二, 深矿井开采的矿压控制
（ 一 ） 巷道布置
1、开拓和准备巷道应布置在岩石力学性能好的
岩（煤）层中。
2、巷道应布置在受采动影响小的位置。
3、缩短巷道服务年限。
第四节 深井采煤
二, 深矿井开采的矿压控制
（ 二 ） 巷道支护
1、支护强度大，能抵抗高地压；
2、可缩性能好，可缩量大，能适应围岩的大
变形；
3、封闭性能好，能够有效地防止底鼓。
第四节 深井采煤
二, 深矿井开采的矿压控制
（ 三 ） 巷道维护
1、卸压法
（ 1）超前导硐
（ 2）爆破卸压
（ 3）钻孔卸压
（ 4）宽巷卸压
2、围岩加固法
（ 1）机械加固
（ 2）化学加固
第四节 深井采煤
三, 深矿井开采的地热和瓦斯控制
（一）地热控制
在矿井或采区安装空调机，进行制冷降温。
（二）瓦斯控制
一是控制瓦斯涌出量；二是防止煤与瓦斯突
出。
第五节 煤炭地下气化
一, 煤炭地下气
化原理
? 首先从地表沿煤层开
掘两条倾斜巷道 1和 2，
然后在煤层中靠下部
用一条水平巷道将两
条倾斜巷道连接起来,
被巷道包围的整个煤
体, 就是将要气化的
区域, 称之为气化盘
区, 或称气化发生炉
一, 煤炭地下气化原理
1.气化带
2.还原带
3.干馏 —干燥带
OHOHCOOC 22222 22 ???? ；
COCCO 22 ?? 242 334 HCOCHOHC ????
第五节 煤炭地下气化
第五节 煤炭地下气化
二, 煤炭地下气化方法
?通常分为有井式和无井式两种 。 无井式地下
气化是应用定向钻进技术, 由地面钻出进,
排气孔和煤层中的气化通道, 构成地下气化
发生炉 。
?无井式气化法是用钻孔代替坑道, 以构成气
流通道 。 避免了井下作业和有井式气化的其
他问题, 使煤炭地下气化技术有了很大提高,
目前, 它已在世界上被广泛采用 。
第五节 煤炭地下气化
图 14－ 16 无井式地下气化法
第五节 煤炭地下气化
三, 适用条件及发展方向
?一般来说，多孔而松软的褐煤及烟煤厚煤层
比较容易气化。稳定而连续的煤层，顶底板
的透气性小于煤层的透气性以及倾角超过
35° 的中厚煤层对气化更为有利。
?利用气化去回收报废矿井的煤柱、边角煤也
是国外气化的一个方向。
作业
1,,三下一上, 采煤的特点和安全技术措施 。
2,我国目前常采用哪些水采方法？ 各适用什
么条件？
3,走向长壁水力充填采煤法采区巷道布置有
什么特点？
4,深矿井开采中地压大主要表现在哪些方面？
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第二篇 采煤方法
十四章 其他采煤法
第一节, 三下一上, 采煤方法
,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时,
既要保证建筑物和铁路不受到开采影响
而破坏, 又要尽量多采出煤炭 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
一, 岩层与地表移动的一般特征
（ 一 ） 岩层移动的一般特征
? 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。
第一节, 三下一上, 采煤方法
一, 岩层与地表移动的一般特征
（ 二 ） 地表移动的一般特征
（ 1） 地表移动盆地
（ 2） 裂缝
（ 3） 台阶状塌陷盆地
（ 4） 塌陷坑
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(一 )地表移动和变形对建筑物的影响
1.地表下沿的影响
? 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 。
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 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(一 )地表移动和变形对建筑物的影响
3.地表曲率的影响
?建筑物的基础底面出现悬空状态 。
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 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(二 )减少地表移动和变形的开采措施
1.防止地表突然下沉
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 。
第一节, 三下一上, 采煤方法
二, 建筑物压煤开采
(二 )减少地表移动和变形的开采措施
2、减少地表下沉的措施
（ 1）采用充填采煤法
（ 2）使用分带开采法。
（ 3）使用房柱式采煤。
（ 4）减少一次采出煤厚。
第一节, 三下一上, 采煤方法
3、消除或减少开采影响的不利叠加的措
施
（ 1）分层间隔开采
（ 2）合理布置各煤层（分层）的开采边界
（ 3）尽量使用较长的采煤工作面，实行全柱开采
（ 4）尽量不残留尺寸不适当的煤柱
（ 5）协调开采
4、消除或减少开采边界的影响
第一节, 三下一上, 采煤方法
三, 铁路压煤开采
（ 一 ） 铁路压煤开采的特点和要求
（ 二 ） 开采技术措施
1、在采区布置上，应尽量使采动线路处于盆地主断
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、在缓斜和倾斜厚煤层浅部开采时，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
辞采全稿采煤法。
第一节, 三下一上, 采煤方法
三、铁路压煤开采
（二）开采技术措施
5、开采急斜煤层时，应尽量采用沿走向推进的小姐端伪倾斜
掩护支架采煤法，水平分层采煤法。
6、煤层顶板坚硬，不易冒落时，应进行人工放顶，以防止空
顶面积达到极限时突然冒落而引起地表突然下沉。
7、铁路位于煤层露头附近，或在其下方浅部有煤层或石灰岩
时，需调查铁路下方是否有老空区、废巷道发、岩溶等，如
果在这些空硐充水，则采前应将水排干，并用注浆法填是空
硐。
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。
第一节, 三下一上, 采煤方法
四, 水体压煤开采
(一 )影响水体下采煤的地质及水文地质因素
1.煤层上方水体类型
2.岩性及地层结构
3.断裂构造
4.煤 (岩 )层赋存状态
第一节, 三下一上, 采煤方法
四, 水体压煤开采
(二 )水体压煤开采的一般途径
1、顶水采煤 ——对水体不做任何处理，只在水体与
煤层之间保留一定厚度（或垂稿）的安全煤岩柱情
况下进行采煤。
2、疏干采煤：先疏后采，或边采边疏
3、顶疏结合开采
4、帷幕注浆堵水
(三 )水体下采煤的开采技术措施
第一节, 三下一上, 采煤方法
五, 石灰岩水压含水层上带压开采
(一 )石灰岩水压含水层上带压采煤防治水途径及技术
应用特点
1、石灰岩承压含水层上带压采煤防治途径
（ 1）疏水开采
（ 2）堵水开采
（ 3）带（水）压开采
（ 4）综合治理
2、石灰岩承压含水层上采煤技术应用的特点
第一节, 三下一上, 采煤方法
五, 石灰岩水压含水层上带压开采
(二 ) 石灰岩水压含水层上带压开采的技术条
件及影响因素
1、含水层的富水特征
2、断裂构造的导水性
3、底板岩柱的阻水能力
4、采动影响程度
第一节, 三下一上, 采煤方法
五, 石灰岩水压含水层上带压开采
(三 ) 石灰岩水压含水层上带压开采的适用条
件及技术措施
1、含水层上带压开采的适用条件
2、综合治理、带压开采的主要技术措施
第二节 水力采煤法
利用水力来完成矿井生产中采煤,
运输, 提升等生产环节的全部或部分工
作的开采技术, 简称水采 。
一, 水采生产系统简介
（ 一 ） 高压供水系统
（ 二 ） 煤水运提系统
（ 三 ） 脱水系统
第二节 水力采煤法
二, 水力采煤方法
? 特点,
1、以水射流实现落煤和运输两个主要生产环节，
把落煤与运输简化成单一的连续工序。
2、这种水采方法对回采空间的煤层顶板不进行支
护，作业人员不进入采煤工作面内。简化了采煤工
作面的顶板管理，减轻了工人劳动强度，提高了生
产的安全性。
3、这种水采方法的采煤工作面以短壁形式布置，
具有较强的机动性和灵活性。
第二节 水力采煤法
二, 水力采煤方法
（ 一 ） 倾斜短壁式采煤法
1,采准巷道布置
2、采区生产系统
3、采煤工艺
（二）走向短壁式采煤法
1、采准巷道布置
2、采区生产系统
3、采煤工艺 短壁式采煤法
（ 三 ） 倾斜短壁式与走向短壁式平煤法的比较
第二节 水力采煤法
三、水力采煤的适用条件
1、顶板稳定或中等稳定，底板泥化、底鼓不
严重，倾角 7° ～ 30° 的中厚和厚煤层。
2、厚度 1m以上、倾角大于 30°,顶底板稳定
性符合水采要求的倾斜、急斜煤层。
3、地质构造复杂、倾角、厚度变化大，但其
整体条件仍适合水采的中厚以上的不稳定煤
层。
第三节 水砂充填采煤法
一, 概述
?充填法是一种采空区处理的方法，它是利用
砂子、碎石或炉渣等材料充填采空区，借以
支撑围岩，防止或减少围岩垮落和变形。
?充填方法：自溜充填、机械充填、风力充填、
水力充填。
第三节 水砂充填采煤法
二, 充填材料的要求
（ 一 ） 对充填材料的要求
?数量足，取材容易，质量好，安全可靠，价
格低，易加工。
（二）充填材料的需要量
1、充填材料的总需要量
2、充填材料的年消耗量
第三节 水砂充填采煤法
三, 水力充填采煤法
?倾斜分层走向长壁上行充填采煤法及倾斜分
层 V形倾斜长壁上行充填采煤法 。
（ 一 ） 准备方式及采煤系统
（ 二 ） 采煤工艺
（三） V形倾斜长壁上行充填采煤法
第三节 水砂充填采煤法
四、适用条件
?倾斜分层走向长壁上行充填采煤法适用条件,
①倾角 5° ～ 35° 特厚煤层；
②对地表变形要求严格的建（构）筑物、铁
路下和水体下开采区域；
③顶板极破碎，有煤与瓦斯突出及冲击地压
的特厚煤层。
第四节 深井采煤
一, 深矿井开采的主要特征
（ 一 ） 地压大
（ 二 ） 地温高
二, 深矿井开采的矿压控制
（ 一 ） 巷道布置
1、开拓和准备巷道应布置在岩石力学性能好的
岩（煤）层中。
2、巷道应布置在受采动影响小的位置。
3、缩短巷道服务年限。
第四节 深井采煤
二, 深矿井开采的矿压控制
（ 二 ） 巷道支护
1、支护强度大，能抵抗高地压；
2、可缩性能好，可缩量大，能适应围岩的大
变形；
3、封闭性能好，能够有效地防止底鼓。
第四节 深井采煤
二, 深矿井开采的矿压控制
（ 三 ） 巷道维护
1、卸压法
（ 1）超前导硐
（ 2）爆破卸压
（ 3）钻孔卸压
（ 4）宽巷卸压
2、围岩加固法
（ 1）机械加固
（ 2）化学加固
第四节 深井采煤
三, 深矿井开采的地热和瓦斯控制
（一）地热控制
在矿井或采区安装空调机，进行制冷降温。
（二）瓦斯控制
一是控制瓦斯涌出量；二是防止煤与瓦斯突
出。
第五节 煤炭地下气化
一, 煤炭地下气
化原理
? 首先从地表沿煤层开
掘两条倾斜巷道 1和 2，
然后在煤层中靠下部
用一条水平巷道将两
条倾斜巷道连接起来,
被巷道包围的整个煤
体, 就是将要气化的
区域, 称之为气化盘
区, 或称气化发生炉
一, 煤炭地下气化原理
1.气化带
2.还原带
3.干馏 —干燥带
OHOHCOOC 22222 22 ???? ；
COCCO 22 ?? 242 334 HCOCHOHC ????
第五节 煤炭地下气化
第五节 煤炭地下气化
二, 煤炭地下气化方法
?通常分为有井式和无井式两种 。 无井式地下
气化是应用定向钻进技术, 由地面钻出进,
排气孔和煤层中的气化通道, 构成地下气化
发生炉 。
?无井式气化法是用钻孔代替坑道, 以构成气
流通道 。 避免了井下作业和有井式气化的其
他问题, 使煤炭地下气化技术有了很大提高,
目前, 它已在世界上被广泛采用 。
第五节 煤炭地下气化
图 14－ 16 无井式地下气化法
第五节 煤炭地下气化
三, 适用条件及发展方向
?一般来说，多孔而松软的褐煤及烟煤厚煤层
比较容易气化。稳定而连续的煤层，顶底板
的透气性小于煤层的透气性以及倾角超过
35° 的中厚煤层对气化更为有利。
?利用气化去回收报废矿井的煤柱、边角煤也
是国外气化的一个方向。
作业
1,,三下一上, 采煤的特点和安全技术措施 。
2,我国目前常采用哪些水采方法？ 各适用什
么条件？
3,走向长壁水力充填采煤法采区巷道布置有
什么特点？
4,深矿井开采中地压大主要表现在哪些方面？
