绿色开采课程总结[业界经验]

1、 CH4 Tree Tree House Building 2 Factory Tree Tree CH4 煤炭开采引起的一系列安全和环境问题都与煤炭开采引起的一系列安全和环境问题都与 采动岩层破断与运动有关。采动岩层破断与运动有关。 开采沉陷开采沉陷 突水事故突水事故 突水事故突水事故 瓦斯抽放瓦斯抽放 瓦斯事故瓦斯事故 冒顶事故冒顶事故 1优选课资 煤炭开采煤炭开采 岩层移动岩层移动 排放矸石排放矸石 地下水流失地下水流失 与突水事故与突水事故 瓦斯卸压流动、瓦斯事瓦斯卸压流动、瓦斯事 故与排放瓦斯污染环境故与排放瓦斯污染环境 地表塌陷、土地地表塌陷、土地 与建筑物损害与建筑物损害 占用土

2、地占用土地 污染环境污染环境 保水开采保水开采煤与瓦斯共采煤与瓦斯共采减沉开采减沉开采矸石减排矸石减排地下气化开采地下气化开采 绿色开采绿色开采 关关 键键 层层 理理 论论 煤矿绿色开采的技术框架 2优选课资 3优选课资 1绿色开采的概念与技术框架绿色开采的概念与技术框架 2减沉开采技术减沉开采技术 3保水开采技术保水开采技术 4煤与瓦斯共采技术煤与瓦斯共采技术 5矸石减排技术矸石减排技术 4优选课资 1 绿色开采的概念与技术框架绿色开采的概念与技术框架 5优选课资 6优选课资 7优选课资 应力场变化应力场变化 裂隙场变化裂隙场变化 地表沉陷地表沉陷 顶板事故与冲击矿压顶板事故与冲击矿压 突

3、水事故突水事故 瓦斯事故瓦斯事故 破坏土地与建筑破坏土地与建筑 破坏地下水资源破坏地下水资源 排放瓦斯污染大气排放瓦斯污染大气 8优选课资 9优选课资 传统研究（三个方面）传统研究（三个方面） 采场矿压老顶结构模型（力学模型） 岩层内部移动“三带”论（统计加模型） 地表沉陷数理统计 关键层理论思想将采动覆岩作为研究整体；将采动覆岩作为研究整体； 抓起控制作用的主要矛盾。抓起控制作用的主要矛盾。 10优选课资 关键层理论研究进展关键层理论研究进展 11优选课资 12优选课资 煤炭开采煤炭开采 岩层移动岩层移动 排放矸石排放矸石 地下水流失地下水流失 与突水事故与突水事故 瓦斯卸压流动、瓦斯事瓦斯

4、卸压流动、瓦斯事 故与排放瓦斯污染环境故与排放瓦斯污染环境 地表塌陷、土地地表塌陷、土地 与建筑物损害与建筑物损害 占用土地占用土地 污染环境污染环境 保水开采保水开采煤与瓦斯共采煤与瓦斯共采减沉开采减沉开采矸石减排矸石减排地下气化开采地下气化开采 绿色开采绿色开采 采采 动动 岩岩 层层 破破 坏坏 规规 律律 一、煤矿绿色开采的技术框架 13优选课资 2 2 减沉开采技术减沉开采技术 2-1 2-1 开采引起的地表沉陷规律开采引起的地表沉陷规律 2-2 2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响开采沉陷对地面建筑物的影响 2-3 2-3 减少开采沉陷影响的技术措施减少开采沉陷影响的技术措施 2-4

5、 2-4 条带开采技术条带开采技术 2-5 2-5 充填开采技术充填开采技术 2-6 2-6 部分充填开采技术部分充填开采技术 14优选课资 2-12-1 开采引起的地表沉陷开采引起的地表沉陷规律规律 一、地表移动和破坏的形式一、地表移动和破坏的形式 二、地表移动盆地的形成及特征二、地表移动盆地的形成及特征 三、地表移动的角量参数三、地表移动的角量参数 四、地表移动变形参数与分布规律四、地表移动变形参数与分布规律 五、关键层运动对开采沉陷的影响五、关键层运动对开采沉陷的影响 六、开采沉陷预计方法六、开采沉陷预计方法 15优选课资 充分采动充分采动地表最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加。地表

6、最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加。 非充分采动非充分采动地表最大下沉值随开采区域尺寸增大而增加地表最大下沉值随开采区域尺寸增大而增加 。 12345 w w w w1 2 3 5 w4 H (0.25 0.5)H 充分采动与非充分采动充分采动与非充分采动 16优选课资 地表移动变形五项指标之间的关系地表移动变形五项指标之间的关系 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 dx Wd Bx dx dW BxU dx Wd xK dx dW xi xWW = = = = = e 下沉下沉 水平移动水平移动 倾斜倾斜 曲率曲率 水平变形水平变形 17优选课资 非充分和非充分和 超

7、充分超充分采动条件下水平煤层采动条件下水平煤层(或有一定倾角的或有一定倾角的 煤层沿走向煤层沿走向) 主断面内地表移动与变形规律主断面内地表移动与变形规律 x o x o (e) U(x) K(x) (x) (d) o (c) x W(x) 3 i(x) (b) o 0 (a) 3 x 0 o x + - (d) o + (c) x - + - + x i(x) 0 + (b) o 3 (a) W(x) o - 30 x x x o - U(x) K(x) (x) + -o (d) + - + - + 3 o + + x - (m/mm) - K(10 /m) -3 U(mm) + x o 3

8、 i(mm/m) - - x r x W(mm) x 18优选课资 地表移动与变形的影响因素地表移动与变形的影响因素 1、煤层地质条件、煤层地质条件 煤层厚度、倾角、埋深煤层厚度、倾角、埋深 2、覆岩与地层条件、覆岩与地层条件 岩性、厚度与组合关系，关键层特征，山岩性、厚度与组合关系，关键层特征，山 地、地下水地、地下水 3、开采技术条件、开采技术条件 重复开采、采空区处理、开采速度重复开采、采空区处理、开采速度 19优选课资 2-2 2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响开采沉陷对地面建筑物的影响 一、地表移动变形对建筑物的影响一、地表移动变形对建筑物的影响 二、建筑物损坏等级与允许变形二、建筑

9、物损坏等级与允许变形 三、地表移动变形对铁路线的影响三、地表移动变形对铁路线的影响 20优选课资 砖混结构建筑物破坏等级砖混结构建筑物破坏等级 破坏破坏 等级等级 倾斜倾斜 mm/m 曲率曲率 10-3/m 水平变形水平变形 mm/m 处理方式处理方式 3.00.22.0 不修不修 6.00.44.0小修小修 10.00.66.0中修中修 10.00.66.0大修大修 重建重建 21优选课资 建筑物的保护等级建筑物的保护等级 保护等级保护等级 建筑物名称建筑物名称 明令保护的文物，明令保护的文物，级火车站，发电厂主厂房，级火车站，发电厂主厂房， 重要堤坝，采动后可能重大生产、伤亡事故的构重要堤

10、坝，采动后可能重大生产、伤亡事故的构 筑物，工业场地等筑物，工业场地等 高炉、高炉、22万伏高压线铁塔、矿区总变电所、万伏高压线铁塔、矿区总变电所、 级级 火车站、三层以上住宅，办公楼、医院、剧院、火车站、三层以上住宅，办公楼、医院、剧院、 学校、百货大楼、电视塔，输水管干线等学校、百货大楼、电视塔，输水管干线等 、级火车站，砖瓦平房，二层楼房，村庄民级火车站，砖瓦平房，二层楼房，村庄民 房，钢瓦斯管道，高压线铁塔等房，钢瓦斯管道，高压线铁塔等 农村木结构房屋，简易仓库，临时建筑物农村木结构房屋，简易仓库，临时建筑物 根据重要性、用途、破坏后可能的后果根据重要性、用途、破坏后可能的后果 22优

11、选课资 2-3 2-3 减少开采沉陷影响的技术措施减少开采沉陷影响的技术措施 一、留设保护煤柱一、留设保护煤柱 二、减少开采沉陷影响的井下技术措施二、减少开采沉陷影响的井下技术措施 三、减少开采沉陷影响的地面技术措施三、减少开采沉陷影响的地面技术措施 23优选课资 -350 -300 -250 -200 -150 -100 0 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 ab cd ab cd B(e) C (f) A (g) D (h) n N NMQP QP ef g h II II II I-I剖面剖面II-II剖面剖面 1.圈范围圈范围 2.作剖面作剖面 3.找

12、边界找边界 4.投影点投影点 5.煤柱线煤柱线 m M 一、垂直剖面法留设保护煤柱一、垂直剖面法留设保护煤柱 24优选课资 1.1.下沉控制技术下沉控制技术 二、减少开采沉陷影响的井下技术措施二、减少开采沉陷影响的井下技术措施 条带开采 房柱式开采 充填开采 部分充填开采 多工作面开采变形控制技术 （即协调开采技术） 单一工作面开采变形控制技术 2.2.变形控制技术变形控制技术 25优选课资 三、减少开采沉陷影响的井上技术措施三、减少开采沉陷影响的井上技术措施 设置钢筋混凝土圈梁、钢拉杆 抗变形建筑物 组装式建筑物 挖变形补偿沟 设置滑动层 设置变形缝 1.1.刚性措施刚性措施 2.2.柔性措

13、施柔性措施 26优选课资 2-4 2-4 条带开采技术条带开采技术 一、条带开采技术概述一、条带开采技术概述 二、条带开采技术原理二、条带开采技术原理 三、条带开采设计方法三、条带开采设计方法 四、条带开采沉陷预计四、条带开采沉陷预计 五、条带开采工程实例五、条带开采工程实例 27优选课资 2-5 2-5 充填开采技术充填开采技术 一、充填开采技术概述一、充填开采技术概述 二、充填开采技术原理二、充填开采技术原理 三、水砂充填开采技术三、水砂充填开采技术 四、膏体充填开采技术四、膏体充填开采技术 五、矸石直接充填开采五、矸石直接充填开采 六、高水材料充填开采六、高水材料充填开采 28优选课资

14、全部充填 部分充填 采空区充填 冒落区充填 离层区充填 按充填位置按充填量 水砂充填 矸石充填 自溜充填 风力充填 机械充填 按充填动力 膏体充填 高水充填水力充填 充填 开采 按充填物质 一、充填开采技术概述一、充填开采技术概述 1、充填开采方法分类 29优选课资 2、充填开采地表沉陷的影响因素 充填开采地表沉陷充填开采地表沉陷 的影响因素的影响因素 充填体充填率 顶板超前下沉 二、充填开采技术原理二、充填开采技术原理 充填体压缩率 3、充填开采地表沉陷预计等效采高 30优选课资 2-6 2-6 部分充填开采技术部分充填开采技术 一、部分充填开采概述一、部分充填开采概述 二、部分充填开采的分

15、类二、部分充填开采的分类 三、部分充填开采工程实例三、部分充填开采工程实例 31优选课资 p按部分充填的位置与充填时机不同 二、部分充填开采的分类二、部分充填开采的分类 采空区条带充填技术 冒落区注浆充填技术 离层区注浆充填技术 部分充填部分充填 分区隔离注浆充填技术 32优选课资 3 保水开采技术保水开采技术 3-1 3-1 开采引起的岩层导水裂隙演化规律开采引起的岩层导水裂隙演化规律 3-2 3-2 水体下保水采煤技术水体下保水采煤技术 3-3 3-3 承压含水层上保水采煤技术承压含水层上保水采煤技术 3-4 3-4 矿井水的资源化利用矿井水的资源化利用 33优选课资 3-13-1 开采引

16、起的岩层导水裂隙演化规律开采引起的岩层导水裂隙演化规律 一、顶板导水裂隙发育高度一、顶板导水裂隙发育高度 二、覆岩关键层对顶板导水裂隙发育高度的影响二、覆岩关键层对顶板导水裂隙发育高度的影响 三、顶板导水裂隙侧向边界发育规律三、顶板导水裂隙侧向边界发育规律 34优选课资 一、概述一、概述 1.水体类型 水体类型水体类型 地表水体 松散含水层 基岩含水层 地下水体 35优选课资 是 隔离水体技术措施 水体下保水采煤技术措施 消除矿井突水灾害 ，保护水资源 ，实现水体下保水采煤 矿井水文地质勘查 判别顶板导水裂隙发育高度 留 设 安 全 煤 岩 柱 降 低 导 水 裂 隙 发 育 高 度 注 浆

17、堵 截 水 源 钻 孔 疏 降 巷 道 疏 降 回 采 疏 降 疏降水体技术措施 导水裂隙是否沟通水体 疏 降 水 的 资 源 化 利 用 含 水 层 采 动 后 的 恢 复 水 体 下 充 填 开 采 水 体 下 部 分 开 采 水 体 下 限 厚 开 采 否 正 常 开 采 36优选课资 三、水体下保水采煤工程实例三、水体下保水采煤工程实例 龙口矿区海下采煤工程实例 微山湖下采煤工程实例 神东矿区含水层下采煤工程实例 锦界煤矿松散含水层下采煤工程实例 活鸡兔井烧变岩含水层下采煤工程实例 补连塔煤矿四盘区顶板异常突水灾害机理及防治 高水压松散含水层下采煤工程实例 顶板砂岩含水层下采煤工程实例

18、 巨厚火成岩下离层区水害防治工程实例 37优选课资 3-3-3 3 承压含水层上保水采煤技术承压含水层上保水采煤技术 一、承压含水层上采煤技术概述一、承压含水层上采煤技术概述 二、底板突水类型二、底板突水类型 三、底板突水的影响因素三、底板突水的影响因素 四、承压含水层上采煤的理论依据四、承压含水层上采煤的理论依据 五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例 38优选课资 三、底板突水的影响因素三、底板突水的影响因素 底板突水影响因素底板突水影响因素 地质构造 水源条件 隔水层的阻水能力 开采活动引起的矿山压力 开采方法 39优选课资 四、承压含水层上采煤的理

19、论依据四、承压含水层上采煤的理论依据 理论依据理论依据 底板突水系数 底板突水的“下三带”理论 底板突水的隔水关键层理论 40优选课资 五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例 1.1.承压含水层上安全煤岩柱留设承压含水层上安全煤岩柱留设 2.2.承压含水层上断层防水煤柱留设承压含水层上断层防水煤柱留设 3.3.帷幕注浆截流技术帷幕注浆截流技术 4.4.减少采动底板破坏深度减少采动底板破坏深度 5.5.底板注浆加固技术底板注浆加固技术 6.6.疏降底板水技术疏降底板水技术 41优选课资 承压含水层上保水采煤技术措施 矿井底板水文地质勘查 判别采动底板突水危险

20、性 是否存在底板突水危险 是 否 底 板 承 压 含 水 层 上 安 全 煤 岩 柱 留 设 减 少 采 动 底 板 破 坏 注 浆 加 固 底 板 帷 幕 注 浆 截 流 正 常 开 采 消除底板突水灾害 保护水资源 实现承压含水层上保水采煤 隔离底板承压水体疏降底板承压水体 疏 排 底 板 承 压 水 的 资 源 化 利 用 42优选课资 3-3-4 4 矿井水的资源化利用矿井水的资源化利用 一、概述一、概述 二、矿井水的净化与利用二、矿井水的净化与利用 三、矿井水资源化利用的工程实例三、矿井水资源化利用的工程实例 43优选课资 4 4 煤与瓦斯共采技术煤与瓦斯共采技术 4-1 4-1 煤与瓦斯共采的基本概念煤与瓦斯共采的基本概念 4-2 4-2 采前地面钻井开采煤层气技术采前地面钻井开采煤层气技术 4-3 4-3 采动卸压瓦斯抽采技术采动卸压瓦斯抽采技术 4-4 4-4 瓦斯综合利用技术瓦斯综合利用技术 4-5 4-5 煤与瓦斯共采的经济评