1、第四篇第四篇 其他開采方法其他開采方法主講：林世豪第二十二章第二十二章 水砂充填采煤法水砂充填采煤法 一、概述一、概述 實質實質：充填法是一種采空區處理：充填法是一種采空區處理的方法，它是利用砂子、碎石或的方法，它是利用砂子、碎石或爐渣等材料充填采空區，借以支爐渣等材料充填采空區，借以支撐圍巖，防止或減少圍巖垮落和撐圍巖，防止或減少圍巖垮落和變形。變形。 充填方法充填方法：自溜充填、機械充填、：自溜充填、機械充填、風力充填、水力充填。風力充填、水力充填。主講：林世豪二、充填材料的選擇二、充填材料的選擇（一）對充填材料的要求（一）對充填材料的要求 總體要求總體要求：數量足，取材容易，質量好，安全

2、可靠，價格：數量足，取材容易，質量好，安全可靠，價格低，易加工。低，易加工。 具體要求具體要求：1、充填材料的質量應適合于管路水力輸送、充填材料的質量應適合于管路水力輸送2、為避免堵管，最大粒徑應小于管徑的五分之二、為避免堵管，最大粒徑應小于管徑的五分之二3、充填材料中應有適當的含泥量和合理的粒徑配比，以使、充填材料中應有適當的含泥量和合理的粒徑配比，以使充填體致密、沉縮率小充填體致密、沉縮率小4、具有較好的透水性，以使充填體易脫水、具有較好的透水性，以使充填體易脫水5、充填材料中不應含有可燃物成分、充填材料中不應含有可燃物成分6、充填材料應便于運輸和貯存，冬季不易凍結。、充填材料應便于運輸和

3、貯存，冬季不易凍結。主講：林世豪（二）充填材料的需要量（二）充填材料的需要量1、充填材料的總需要量、充填材料的總需要量 應根據井田內采用充填采煤法的煤炭可采儲量應根據井田內采用充填采煤法的煤炭可采儲量和每采一噸煤所需充填材料的數量來確定。和每采一噸煤所需充填材料的數量來確定。2、充填材料的年消耗量、充填材料的年消耗量 由井田內用水力充填采煤法的年產量來確定。由井田內用水力充填采煤法的年產量來確定。主講：林世豪三、水力充填系統及設施三、水力充填系統及設施n幾個概念幾個概念：靜壓充填、加壓充填、臨界流速、壓頭、充填倍線、：靜壓充填、加壓充填、臨界流速、壓頭、充填倍線、水砂比、充填能力、砂門子。水砂

4、比、充填能力、砂門子。（一）貯砂及水砂混合系統（一）貯砂及水砂混合系統 由砂倉和注砂室組成由砂倉和注砂室組成1、砂倉、砂倉分為地面和地下兩種，我國多用地下砂倉。分為地面和地下兩種，我國多用地下砂倉。地下砂倉按斷面形狀分為：圓形、矩形及盆型。地下砂倉按斷面形狀分為：圓形、矩形及盆型。砂倉容積以能貯存一晝夜以上的耗砂量為宜，一般為日耗砂量的砂倉容積以能貯存一晝夜以上的耗砂量為宜，一般為日耗砂量的1.5-2.0倍。倍。2、地下注砂室、地下注砂室3、斷面注砂室、斷面注砂室主講：林世豪（二）砂漿輸送的基本參數（二）砂漿輸送的基本參數1、倍線與壓頭、倍線與壓頭水力坡度：砂漿通過單位長度的總能耗即單位長度管

5、路水力坡度：砂漿通過單位長度的總能耗即單位長度管路的阻力損失。的阻力損失。充填倍線：單位壓頭所需負擔的輸砂距離。我國常將其充填倍線：單位壓頭所需負擔的輸砂距離。我國常將其控制在控制在2-6之間。之間。2、水砂比、充填能力、水砂比、充填能力水砂比：在一定體積砂漿中，水的體積與充填材料的體水砂比：在一定體積砂漿中，水的體積與充填材料的體積之比。積之比。充填能力：水砂充填每小時輸送充填材料的松散體積。充填能力：水砂充填每小時輸送充填材料的松散體積。3、輸砂參數的確定方法、輸砂參數的確定方法4、充填管路及布置、充填管路及布置主講：林世豪管路布置以順利輸砂、充填能力大和經濟上有利為原則。管路布置以順利輸

6、砂、充填能力大和經濟上有利為原則。具體應注意以下幾個問題具體應注意以下幾個問題：1）盡量利用已開巷道，非不得已不另開管子道；）盡量利用已開巷道，非不得已不另開管子道；2）由喇叭口到采區至少有一條管路，必要時再增設備用管路，管路）由喇叭口到采區至少有一條管路，必要時再增設備用管路，管路應選擇最短線路，以降低充填倍線；應選擇最短線路，以降低充填倍線；3）避免上坡管路，并使所有管路均在水坡線以下；）避免上坡管路，并使所有管路均在水坡線以下；4）減少轉彎次數，避免拐急彎。）減少轉彎次數，避免拐急彎。（三）供水與污水處理系統（三）供水與污水處理系統1、供水、供水一般以井下涌水為水源。一般以井下涌水為水源

7、。2、污水處理、污水處理沉淀池：工作面臨時沉淀池、采區沉淀池和中央沉淀池沉淀池：工作面臨時沉淀池、采區沉淀池和中央沉淀池沉淀池清理方式：人工掃泥、機械掃泥和壓氣水力排泥沉淀池清理方式：人工掃泥、機械掃泥和壓氣水力排泥主講：林世豪四、水砂充填采煤法四、水砂充填采煤法 傾斜分層走向長壁上行充填采煤法及傾斜分層傾斜分層走向長壁上行充填采煤法及傾斜分層V形傾斜長壁上行充形傾斜長壁上行充填采煤法。填采煤法。 （一）（一）傾斜分層走向長壁上行充填采煤法傾斜分層走向長壁上行充填采煤法 1 1、準備方式及采煤系統、準備方式及采煤系統與垮落法采煤采準巷道相比有以下特點：與垮落法采煤采準巷道相比有以下特點：1)1

8、)分層巷道布置及煤柱形式分層巷道布置及煤柱形式同樣有水平式、傾斜式和垂直式三種。同樣有水平式、傾斜式和垂直式三種。2）區段集中巷的布置）區段集中巷的布置均采用分層同采，所以要設集中平巷，由于充填法采用上行開采順序，多將集中平巷均采用分層同采，所以要設集中平巷，由于充填法采用上行開采順序，多將集中平巷布置在頂分層或頂板巖層中。布置在頂分層或頂板巖層中。3）充填管路布置）充填管路布置材料道兼做管子道、材料道與管子道分開。材料道兼做管子道、材料道與管子道分開。4）流水巷道布置）流水巷道布置煤水在分層運輸平巷內分家、煤水同向。煤水在分層運輸平巷內分家、煤水同向。主講：林世豪2、采煤工藝、采煤工藝大部分

9、采用炮采，由于采用充填法管理頂板，采場礦壓大部分采用炮采，由于采用充填法管理頂板，采場礦壓活動不明顯，所以工作面控頂面積可適當加大，支護活動不明顯，所以工作面控頂面積可適當加大，支護密度可以減小，能夠采用點柱等簡單支護方式，但增密度可以減小，能夠采用點柱等簡單支護方式，但增加了充填工藝和污水處理等措施。加了充填工藝和污水處理等措施。1）充填準備及充填工藝）充填準備及充填工藝2）充填作業方式）充填作業方式輪換式和平行式輪換式和平行式（二）（二）傾斜分層傾斜分層V形傾斜長壁上行充填采煤法。形傾斜長壁上行充填采煤法。主講：林世豪四、適用條件四、適用條件 與傾斜分層下行垮落采煤法比較，具有以下特點與傾

10、斜分層下行垮落采煤法比較，具有以下特點：1）開采引起的巖層移動及地表下沉量小；）開采引起的巖層移動及地表下沉量小；2）回采工作面頂板壓力小；）回采工作面頂板壓力小；3）如充填致密，采空區一般不易引起自然發火；）如充填致密，采空區一般不易引起自然發火；4）采煤工作面空氣濕潤，煤塵少，可減少煤塵危害。）采煤工作面空氣濕潤，煤塵少，可減少煤塵危害。傾斜分層走向長壁上行充填采煤法適用條件：傾斜分層走向長壁上行充填采煤法適用條件： 、傾角、傾角535特厚煤層；特厚煤層； 、對地表變形要求嚴格的建（構）筑物、鐵路下和、對地表變形要求嚴格的建（構）筑物、鐵路下和 水體下開采區域；水體下開采區域； 、頂板極破

11、碎，有煤與瓦斯突出及沖擊地壓的特厚、頂板極破碎，有煤與瓦斯突出及沖擊地壓的特厚 煤層以及極易自燃的煤層。煤層以及極易自燃的煤層。主講：林世豪第二十三章第二十三章 “ “三下一上三下一上”采煤采煤 “三下一上三下一上”采煤采煤在建筑在建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水體物下、鐵路下、水體下和承壓水體上采煤時，既要保證建筑物和鐵路上采煤時，既要保證建筑物和鐵路不受到開采影響而破壞，又要盡量不受到開采影響而破壞，又要盡量多采出煤炭。多采出煤炭。主講：林世豪一、巖層與地表移動的一般特征一、巖層與地表移動的一般特征 （一）巖層移動的一般特征（一）巖層移動的一般特征 就煤層的開采來說，采空區周圍的巖就煤層的

12、開采來說，采空區周圍的巖層移動和變形，一般表現為采空區上方層移動和變形，一般表現為采空區上方頂板的彎曲下沉、斷裂、垮落，底板巖頂板的彎曲下沉、斷裂、垮落，底板巖層鼓起、開裂、滑動、以及采空區周圍層鼓起、開裂、滑動、以及采空區周圍煤壁的壓出、片幫，等等。煤壁的壓出、片幫，等等。主講：林世豪（二）地表移動的一般特征二）地表移動的一般特征（1 1）地表移動盆地）地表移動盆地（2 2）裂縫）裂縫（3 3）臺階狀塌陷盆地）臺階狀塌陷盆地（4 4）塌陷坑）塌陷坑主講：林世豪二、建筑物壓煤開采二、建筑物壓煤開采( (一一) )地表移動和變形對建筑物的影響地表移動和變形對建筑物的影響1.1.地表下沿的影響地表

13、下沿的影響n建筑物主要管路的坡度會發生變化，四周的防水坡也可能造成破壞。建筑物主要管路的坡度會發生變化，四周的防水坡也可能造成破壞。特別是由于地表下沉造成潛水位相對上升，造成建筑物長期積水或過特別是由于地表下沉造成潛水位相對上升，造成建筑物長期積水或過度潮濕時，就會影響建筑物的強度，以至影響建筑物的使用。度潮濕時，就會影響建筑物的強度，以至影響建筑物的使用。2.2.地表傾斜的影響地表傾斜的影響n地表傾斜后，建筑物也隨之歪斜，重心偏移，影響其穩定性，而且承地表傾斜后，建筑物也隨之歪斜，重心偏移，影響其穩定性，而且承重結構內部將產生附加盈利，基礎的承壓也會發生變化。重結構內部將產生附加盈利，基礎的

14、承壓也會發生變化。3.3.地表曲率的影響地表曲率的影響n建筑物的基礎底面出現懸空狀態。建筑物的基礎底面出現懸空狀態。4.4.地表水平變形的影響地表水平變形的影響n使建筑物受到附加的拉伸和壓縮應力。使建筑物受到附加的拉伸和壓縮應力。主講：林世豪( (二二) )減少地表移動和變形的開采措施減少地表移動和變形的開采措施1.1.防止地表突然下沉防止地表突然下沉 措施措施：在一定的開采深度下，進行建筑物下采煤；開采急斜煤層時，在煤層露頭：在一定的開采深度下，進行建筑物下采煤；開采急斜煤層時，在煤層露頭處應留設足夠的煤柱，以防止突然塌陷；在緩斜或傾斜厚煤層淺部開采時，應處應留設足夠的煤柱，以防止突然塌陷；

15、在緩斜或傾斜厚煤層淺部開采時，應盡量采用傾斜分層長壁式采煤法，并適當減少第一、第二分層開采煤厚。盡量采用傾斜分層長壁式采煤法，并適當減少第一、第二分層開采煤厚。2、減少地表下沉的措施、減少地表下沉的措施 （1）采用充填采煤法）采用充填采煤法 （2）使用分帶開采法。）使用分帶開采法。 （3）使用房柱式采煤。）使用房柱式采煤。 （4）減少一次采出煤厚。）減少一次采出煤厚。3、消除或減少開采影響的不利疊加的措施、消除或減少開采影響的不利疊加的措施（1）分層間隔開采）分層間隔開采（2）合理布置各煤層（分層）的開采邊界）合理布置各煤層（分層）的開采邊界（3）盡量使用較長的采煤工作面，實行全柱開采）盡量使

16、用較長的采煤工作面，實行全柱開采（4）盡量不殘留尺寸不適當的煤柱）盡量不殘留尺寸不適當的煤柱（5）協調開采）協調開采4、消除或減少開采邊界的影響、消除或減少開采邊界的影響主講：林世豪三、鐵路壓煤開采三、鐵路壓煤開采（一）鐵路壓煤開采的特點和要求（一）鐵路壓煤開采的特點和要求（二）開采技術措施（二）開采技術措施1、在采區布置上，應盡量使采動線路處于盆地主斷面附近，避免線路處于移、在采區布置上，應盡量使采動線路處于盆地主斷面附近，避免線路處于移動盆地的邊緣。動盆地的邊緣。2、嚴禁使用非正規的采煤方法。、嚴禁使用非正規的采煤方法。3、選擇合適的采煤方法和頂板管理方法。、選擇合適的采煤方法和頂板管理方

17、法。4、在緩斜和傾斜厚煤層淺部開采時，應盡量采用傾斜分層采煤法，適當減小、在緩斜和傾斜厚煤層淺部開采時，應盡量采用傾斜分層采煤法，適當減小分層開采的厚度，禁用一辭采全稿采煤法。分層開采的厚度，禁用一辭采全稿采煤法。5、開采急斜煤層時，應盡量采用沿走向推進的小姐端偽傾斜掩護支架采煤法，、開采急斜煤層時，應盡量采用沿走向推進的小姐端偽傾斜掩護支架采煤法，水平分層采煤法。水平分層采煤法。6、煤層頂板堅硬，不易冒落時，應進行人工放頂，以防止空頂面積達到極限、煤層頂板堅硬，不易冒落時，應進行人工放頂，以防止空頂面積達到極限時突然冒落而引起地表突然下沉。時突然冒落而引起地表突然下沉。7、鐵路位于煤層露頭附

18、近，或在其下方淺部有煤層或石灰巖時，需調查鐵路、鐵路位于煤層露頭附近，或在其下方淺部有煤層或石灰巖時，需調查鐵路下方是否有老空區、廢巷道發、巖溶等，如果在這些空硐充水，則采前應下方是否有老空區、廢巷道發、巖溶等，如果在這些空硐充水，則采前應將水排干，并用注漿法填是空硐。將水排干，并用注漿法填是空硐。8、淺部非正規采過的老空區，在開采過程中要劃定范圍，派專人巡視，監督、淺部非正規采過的老空區，在開采過程中要劃定范圍，派專人巡視，監督地表移動情況，做好相應的應急準備。地表移動情況，做好相應的應急準備。主講：林世豪四、水體壓煤開采四、水體壓煤開采( (一一) )影響水體下采煤的地質及水文地質因素影響

19、水體下采煤的地質及水文地質因素1.1.煤層上方水體類型煤層上方水體類型2.2.巖性及地層結構巖性及地層結構3.3.斷裂構造斷裂構造4.4.煤煤( (巖巖) )層賦存狀態層賦存狀態( (二二) )水體壓煤開采的一般途徑水體壓煤開采的一般途徑1、頂水采煤、頂水采煤對水體不做任何處理，只在水體與煤層對水體不做任何處理，只在水體與煤層之間保留一定厚度（或垂稿）的安全煤巖柱情況下進行之間保留一定厚度（或垂稿）的安全煤巖柱情況下進行采煤。采煤。2、疏干采煤：先疏后采，或邊采邊疏、疏干采煤：先疏后采，或邊采邊疏 3、頂疏結合開采、頂疏結合開采4、帷幕注漿堵水、帷幕注漿堵水( (三三) )水體下采煤的開采技術

20、措施水體下采煤的開采技術措施主講：林世豪五、石灰巖水壓含水層上帶壓開采五、石灰巖水壓含水層上帶壓開采( (一一) )石灰巖水壓含水層上帶壓采煤防治水途徑及石灰巖水壓含水層上帶壓采煤防治水途徑及技術應用特點技術應用特點1、石灰巖承壓含水層上帶壓采煤防治途徑、石灰巖承壓含水層上帶壓采煤防治途徑（1）疏水開采）疏水開采（2）堵水開采）堵水開采（3）帶（水）壓開采）帶（水）壓開采（4）綜合治理）綜合治理2、石灰巖承壓含水層上采煤技術應用的特點、石灰巖承壓含水層上采煤技術應用的特點主講：林世豪( (二二) ) 石灰巖水壓含水層上帶壓開采的石灰巖水壓含水層上帶壓開采的 技術條件及影響因素技術條件及影響因素

21、1、含水層的富水特征、含水層的富水特征2、斷裂構造的導水性、斷裂構造的導水性3、底板巖柱的阻水能力、底板巖柱的阻水能力4、采動影響程度、采動影響程度主講：林世豪( (三三) ) 石灰巖水壓含水層上帶壓開采的石灰巖水壓含水層上帶壓開采的 適用條件及技術措施適用條件及技術措施1、含水層上帶壓開采的適用條件、含水層上帶壓開采的適用條件2、綜合治理、帶壓開采的主要技術、綜合治理、帶壓開采的主要技術措施措施主講：林世豪第二十四章第二十四章 深礦井開采深礦井開采 第一節第一節 概述概述一、深礦井開采的主要特征一、深礦井開采的主要特征指埋藏在距地表一定深度（一般大于指埋藏在距地表一定深度（一般大于80080

22、0米）的煤炭。米）的煤炭。（一）地壓大（一）地壓大 主要表現為：主要表現為：1 1、原巖應力大、原巖應力大包括：自重應力、構造應力、巖體中水和瓦斯對巖體的應力等。包括：自重應力、構造應力、巖體中水和瓦斯對巖體的應力等。2 2、巖體塑性大、巖體塑性大靜水壓力狀態靜水壓力狀態3 3、礦山壓力顯現劇烈、礦山壓力顯現劇烈圍巖移動量大，移動速度快；沖擊地壓發生頻度高，沖擊能量大。圍巖移動量大，移動速度快；沖擊地壓發生頻度高，沖擊能量大。主講：林世豪（二）地溫高（二）地溫高溫度梯度：每百米上升的度數。溫度梯度：每百米上升的度數。（三）礦井瓦斯大（三）礦井瓦斯大1 1、礦井瓦斯絕對涌出量大、礦井瓦斯絕對涌出

23、量大原因：煤層埋藏深，煤層瓦斯含量大；煤炭開采強度隨原因：煤層埋藏深，煤層瓦斯含量大；煤炭開采強度隨采深增加而增大。采深增加而增大。2 2、瓦斯（煤與瓦斯）突出頻度大，提出物量大、瓦斯（煤與瓦斯）突出頻度大，提出物量大但當開采達到一定深度時，瓦斯突出的頻度又會減小。但當開采達到一定深度時，瓦斯突出的頻度又會減小。二、深礦井開采的發展二、深礦井開采的發展主講：林世豪第二節第二節 深礦井井田開拓深礦井井田開拓一、開拓方式一、開拓方式（一）立井開拓（使用最多）（一）立井開拓（使用最多）原因：立井與斜井相比有以下特點：原因：立井與斜井相比有以下特點：1、井筒短、井筒短2、井筒開鑿工程量小，建井工期短、

24、井筒開鑿工程量小，建井工期短3、提升距離短，一次提升距離短，輔助提升能力大、提升距離短，一次提升距離短，輔助提升能力大4、管纜敷設距離短，有利于排水、供電、供水、供壓氣及通訊等、管纜敷設距離短，有利于排水、供電、供水、供壓氣及通訊等5、用做通風井時，通風距離短，風壓損失小。、用做通風井時，通風距離短，風壓損失小。（二）主斜井、副立井綜合開拓（二）主斜井、副立井綜合開拓優點：優點：1、主斜井采用膠帶輸送機運輸，運輸能力大。、主斜井采用膠帶輸送機運輸，運輸能力大。2、用立井做副井充分利用立井的長處。、用立井做副井充分利用立井的長處。主講：林世豪（三）平硐開拓和斜井開拓（三）平硐開拓和斜井開拓 應用

25、較少應用較少二、井筒位置和數目二、井筒位置和數目 選擇井筒位置時，應盡量減少壓煤量。選擇井筒位置時，應盡量減少壓煤量。 深礦井開采中井筒數目較少深礦井開采中井筒數目較少：一般一個主井，一個：一般一個主井，一個副井，分別兼做進、回風井。副井，分別兼做進、回風井。三、大巷布置三、大巷布置 多采用集中布置，位置選擇在堅硬而穩定的巖層中。多采用集中布置，位置選擇在堅硬而穩定的巖層中。上山布置可視煤層層間距不同采用集中上山或分層上山布置可視煤層層間距不同采用集中上山或分層（組）上山布置。（組）上山布置。四、深礦井延深四、深礦井延深 分為直接開鑿至深部、經過若干次延深而形成深礦井。分為直接開鑿至深部、經過

26、若干次延深而形成深礦井。主講：林世豪第三節第三節 深礦井開采的礦壓控制深礦井開采的礦壓控制一、巷道布置一、巷道布置1、開拓和準備巷道應布置在巖石力學性能好的巖（煤）層中。、開拓和準備巷道應布置在巖石力學性能好的巖（煤）層中。2、巷道應布置在受采動影響小的位置。、巷道應布置在受采動影響小的位置。 具體做法具體做法：1）在采空區下方掘巷；）在采空區下方掘巷；2）在采空區冒落矸石中成巷；）在采空區冒落矸石中成巷； 3）加大大巷或上山距煤層底板的垂直距離；）加大大巷或上山距煤層底板的垂直距離；4）跨巷道（大巷或）跨巷道（大巷或上山）采煤；上山）采煤；5）沿空掘巷；）沿空掘巷；6）沿空留巷。）沿空留巷。

27、3、縮短巷道服務年限。、縮短巷道服務年限。主要指縮短準備巷道和回采巷道的服務年限。主要指縮短準備巷道和回采巷道的服務年限。縮短區段平巷服務年限的措施：縮短區段平巷服務年限的措施：1）采用區段集中平巷，分層或分煤層平巷采用超前平巷；）采用區段集中平巷，分層或分煤層平巷采用超前平巷；2）采用前進式開采；）采用前進式開采；3）減小工作面推進長度。）減小工作面推進長度。主講：林世豪二、巷道支護二、巷道支護巷道支護結構應滿足的要求：巷道支護結構應滿足的要求：1、支護強度大，能抵抗高地壓；、支護強度大，能抵抗高地壓；2、可縮性能好，可縮量大，能適應圍巖的大變形；、可縮性能好，可縮量大，能適應圍巖的大變形；

28、3、封閉性能好，能夠有效地防止底鼓。、封閉性能好，能夠有效地防止底鼓。三、巷道維護三、巷道維護（一）卸壓法（一）卸壓法1、超前導硐、超前導硐2、爆破卸壓（通常用底板卸壓）、爆破卸壓（通常用底板卸壓）3、鉆孔卸壓（在圍巖中打鉆孔，通過鉆孔變形實現卸壓）、鉆孔卸壓（在圍巖中打鉆孔，通過鉆孔變形實現卸壓）4、寬巷卸壓、寬巷卸壓巷道掘進寬度大于使用寬度，僅支護使用寬度，寬掘部分可自由變形。巷道掘進寬度大于使用寬度，僅支護使用寬度，寬掘部分可自由變形。（二）圍巖加固法（二）圍巖加固法目的目的：提高圍巖自支撐能力：提高圍巖自支撐能力方法方法：機械加固（錨桿）、化學加固（化學材料）：機械加固（錨桿）、化學加

29、固（化學材料）主講：林世豪第四節第四節 深礦井開采的地熱和瓦斯控制深礦井開采的地熱和瓦斯控制（一）地熱控制（一）地熱控制 在礦井或采區安裝空調機，進行制冷降溫。在礦井或采區安裝空調機，進行制冷降溫。（二）瓦斯控制（二）瓦斯控制 一是控制瓦斯涌出量；二是防止煤與瓦斯突出。一是控制瓦斯涌出量；二是防止煤與瓦斯突出。 深礦井開采中瓦斯控制的特點：深礦井開采中瓦斯控制的特點： 1、瓦斯賦存條件及作用機理復雜，防止瓦斯突出難、瓦斯賦存條件及作用機理復雜，防止瓦斯突出難 度大；度大； 2、瓦斯突出的時間和地點不確定，防止瓦斯突出工、瓦斯突出的時間和地點不確定，防止瓦斯突出工作量大；作量大； 3、瓦斯抽放是

30、降低礦井瓦斯涌出量的有效手段。、瓦斯抽放是降低礦井瓦斯涌出量的有效手段。主講：林世豪第二十五章第二十五章 水力采煤法水力采煤法 利用水力來完成礦井生產中采煤、運輸、提升等生產環節的全部利用水力來完成礦井生產中采煤、運輸、提升等生產環節的全部或部分工作的開采技術，簡稱水采。或部分工作的開采技術，簡稱水采。第一節第一節 水力采煤的生產系統水力采煤的生產系統一、水采礦井的基本類型一、水采礦井的基本類型（一）全部水力化礦井（一）全部水力化礦井1 1、全部水力采、運、提的水力化礦井、全部水力采、運、提的水力化礦井2 2、分級運提的全部水力化礦井、分級運提的全部水力化礦井煤的運輸與提升采用水旱分級運提方式

31、。煤的運輸與提升采用水旱分級運提方式。（二）水旱結合的部分水力化礦井（二）水旱結合的部分水力化礦井僅部分產量是利用水力完成的僅部分產量是利用水力完成的1 1、水旱兩套生產系統的礦井、水旱兩套生產系統的礦井2 2、用水力完成部分生產環節的礦井、用水力完成部分生產環節的礦井主講：林世豪二、水采生產系統簡介二、水采生產系統簡介包括：高壓供水系統、煤水運提系統、脫水系統。包括：高壓供水系統、煤水運提系統、脫水系統。（一）高壓供水系統（一）高壓供水系統1、供水水源、供水水源基本要求基本要求：水量充足、水中含固體顆粒雜質少、酸度低、取用方便。：水量充足、水中含固體顆粒雜質少、酸度低、取用方便。供水方式供水

32、方式：開式供水、閉式供水：開式供水、閉式供水2、高壓供水泵、高壓供水泵類型：往復式和離心式，我國常用離心式。類型：往復式和離心式，我國常用離心式。3、高壓供水管路（無縫鋼管）、高壓供水管路（無縫鋼管）4、水槍、水槍按操作和移動支設方式分為按操作和移動支設方式分為：手動水槍、液控水槍和自移液控水槍。：手動水槍、液控水槍和自移液控水槍。主講：林世豪（二）煤水運提系統（二）煤水運提系統按設備及工作方式不同按設備及工作方式不同：明槽（無壓）水力運輸、管路（有壓）水力運輸。：明槽（無壓）水力運輸、管路（有壓）水力運輸。我國水采礦井中，采區內部煤的運輸一般都采用明槽（無壓）水力運輸。我國水采礦井中，采區內

33、部煤的運輸一般都采用明槽（無壓）水力運輸。（三）脫水系統（三）脫水系統三種方式三種方式：與選煤廠相結合、地面專用脫水車間、簡易脫水系統。：與選煤廠相結合、地面專用脫水車間、簡易脫水系統。三、水采礦井的開拓特點三、水采礦井的開拓特點1、井田劃分、井田劃分井田的開采范圍要大，可采儲量要多。井田的開采范圍要大，可采儲量要多。2、開采水平的劃分、開采水平的劃分應適當加大水平高度，但要與煤水泵揚程、排量和礦井生產能力相適應。應適當加大水平高度，但要與煤水泵揚程、排量和礦井生產能力相適應。3、水平大巷的布置、水平大巷的布置與煤水運輸方式有關與煤水運輸方式有關4、井巷斷面、井巷斷面可比旱采時巷道斷面小。可比

34、旱采時巷道斷面小。主講：林世豪第二節第二節 水力落煤與水力采煤方法水力落煤與水力采煤方法一、射流的破煤作用與破煤能力一、射流的破煤作用與破煤能力 從水槍噴嘴噴射到空氣中的高速水流稱為從水槍噴嘴噴射到空氣中的高速水流稱為水槍射水槍射流流。根據出口處水壓不同分為低、中、高壓和超高壓。根據出口處水壓不同分為低、中、高壓和超高壓射流，我國常用中、高壓射流。射流，我國常用中、高壓射流。 射流在單位時間內的破煤量稱為破煤能力，俗稱射流在單位時間內的破煤量稱為破煤能力，俗稱水槍生產能力水槍生產能力。 影響因素影響因素：1、煤的力學特性、煤的力學特性 一般煤的抗壓、抗剪、抗拉強度愈低，裂隙愈發育則一般煤的抗壓

35、、抗剪、抗拉強度愈低，裂隙愈發育則 破煤能力愈高。破煤能力愈高。2、射流的力學特性、射流的力學特性 影響因素影響因素：工作壓力、射程和流量。：工作壓力、射程和流量。主講：林世豪二、水力采煤方法二、水力采煤方法 工藝特點：工藝特點： 1、以水射流實現落煤和運輸兩個主要生產環節，把、以水射流實現落煤和運輸兩個主要生產環節，把落煤與運輸簡化成單一的連續工序。落煤與運輸簡化成單一的連續工序。 2、這種水采方法對回采空間的煤層頂板不進行支護，、這種水采方法對回采空間的煤層頂板不進行支護，作業人員不進入采煤工作面內。簡化了采煤工作面的作業人員不進入采煤工作面內。簡化了采煤工作面的頂板管理，減輕了工人勞動強

36、度，提高了生產的安全頂板管理，減輕了工人勞動強度，提高了生產的安全性。性。 3、這種水采方法的采煤工作面以短壁形式布置，具、這種水采方法的采煤工作面以短壁形式布置，具有較強的機動性和靈活性。有較強的機動性和靈活性。 常用的短壁無支護水力采煤方法主要有常用的短壁無支護水力采煤方法主要有：傾斜短壁式：傾斜短壁式（漏斗式）采煤法和走向短壁式采煤法。（漏斗式）采煤法和走向短壁式采煤法。主講：林世豪（一）傾斜短壁式采煤法一）傾斜短壁式采煤法1、采準巷道布置、采準巷道布置分為雙面沖采（雙面漏斗）和單面沖采（單面漏斗）兩種方式分為雙面沖采（雙面漏斗）和單面沖采（單面漏斗）兩種方式2、采區生產系統、采區生產系

37、統見圖見圖25-73、采煤工藝、采煤工藝包括包括：水力落煤；拆移水槍、管道及溜槽；支設護搶支架及重：水力落煤；拆移水槍、管道及溜槽；支設護搶支架及重新安設水槍。新安設水槍。煤垛煤垛：水槍每拆移一次在巷道一側能沖采的范圍。沖采煤垛的：水槍每拆移一次在巷道一側能沖采的范圍。沖采煤垛的工作稱落垛。工作稱落垛。最終沖采角最終沖采角一般為一般為70-75度度漏斗式采煤法的漏斗式采煤法的最小移槍步距最小移槍步距不小于不小于3-4米，實際應用中多采米，實際應用中多采用用4-8米。米。煤垛長度煤垛長度一般為一般為8-15米。米。落垛順序落垛順序：開式、閉式、半閉式。（見圖：開式、閉式、半閉式。（見圖25-9）

38、緩傾斜煤層條件下常用緩傾斜煤層條件下常用主講：林世豪 （二）走向短壁式采煤法（二）走向短壁式采煤法 在我國水采井（區）中應用最為廣泛。在我國水采井（區）中應用最為廣泛。1、采準巷道布置、采準巷道布置 見圖見圖25-102、采區生產系統、采區生產系統 見圖見圖25-103、采煤工藝、采煤工藝 煤垛寬度煤垛寬度（移槍步距）：（移槍步距）：4-8米米 煤垛長度煤垛長度（回采巷間距）：（回采巷間距）：10-15米米 最終沖采角最終沖采角：65-75度。度。（三）傾斜短壁式與走向短壁式平煤法的比較（三）傾斜短壁式與走向短壁式平煤法的比較 傾斜短壁式：傾斜短壁式：兩側沖采，沖采范圍大，巷道掘進率低，水槍及

39、管道兩側沖采，沖采范圍大，巷道掘進率低，水槍及管道等拆移工作量少，效率高；但容易竄矸，安全性差，采出率低。等拆移工作量少，效率高；但容易竄矸，安全性差，采出率低。 走向短壁式走向短壁式：生產安全，采出率較高，對地質條件變化適應能力較：生產安全，采出率較高，對地質條件變化適應能力較強；但沖采范圍小，巷道掘進率高。強；但沖采范圍小，巷道掘進率高。主講：林世豪第三節第三節 評價及發展趨勢評價及發展趨勢一、水力采煤的優點一、水力采煤的優點1、生產能力較高、增產潛力較大；、生產能力較高、增產潛力較大；2、工藝簡單、效率較高；、工藝簡單、效率較高；3、設備簡單、材料消耗少、噸煤成本較低；、設備簡單、材料消

40、耗少、噸煤成本較低；4、安全條件好；、安全條件好；5、對地質添加變化的適應能力強。、對地質添加變化的適應能力強。二、存在的問題及改進途徑二、存在的問題及改進途徑1、采出率較低、采出率較低 措施措施：1）適當提高水槍的供水壓力或水槍流量，縮短沖采一個煤垛所需）適當提高水槍的供水壓力或水槍流量，縮短沖采一個煤垛所需的時間，的時間，2）根據具體的開采條件合理確定煤垛參數及落垛順序，）根據具體的開采條件合理確定煤垛參數及落垛順序，3）提高巷道支護質量，減小頂板在煤垛沖采前的破壞，）提高巷道支護質量，減小頂板在煤垛沖采前的破壞，4）進一步完善和改進現有水采方法并研究和發展長壁有支護水采）進一步完善和改進

41、現有水采方法并研究和發展長壁有支護水采方法。方法。主講：林世豪2、巷道掘進率較高、巷道掘進率較高 今后要大力發展水采礦井的掘進機械化，推廣采用快速、高效的今后要大力發展水采礦井的掘進機械化，推廣采用快速、高效的機破水運掘進機。機破水運掘進機。3、通風系統不完善、通風系統不完善 措施措施：改進巷道布置，完善現有水采方法；對高瓦斯煤層進行預：改進巷道布置，完善現有水采方法；對高瓦斯煤層進行預先抽放瓦斯及采空區有害氣體；健全監測和預警系統等措施。先抽放瓦斯及采空區有害氣體；健全監測和預警系統等措施。4、電耗較大、電耗較大 措施措施：改進和提高現有水采設備的效率；研制新型高效水采設備；：改進和提高現有

42、水采設備的效率；研制新型高效水采設備；加強用電管理等。加強用電管理等。三、水力采煤的適應條件三、水力采煤的適應條件 應考慮的因素：應考慮的因素：煤層的傾角、頂板、底板、厚度、硬度及裂隙發育程度、瓦斯煤層的傾角、頂板、底板、厚度、硬度及裂隙發育程度、瓦斯 含量。含量。主講：林世豪水采宜應用于下述條件水采宜應用于下述條件1、頂板穩定或中等穩定，煤質中硬或中硬以下（不含硬而厚的、頂板穩定或中等穩定，煤質中硬或中硬以下（不含硬而厚的夾矸），底板泥化、底鼓不嚴重，傾角夾矸），底板泥化、底鼓不嚴重，傾角735，煤厚，煤厚3-8米的緩斜、傾斜中厚和厚煤層。米的緩斜、傾斜中厚和厚煤層。2、旱采機械化開采有困難的傾斜急傾斜煤層以及傾角大于、旱采機械化開采有困難的傾斜急傾斜煤層以及傾角大于7以上，地質構造復雜，煤層厚度中