序论 绿色开采的理念与技术框架1、煤矿绿色开采的概念、内涵煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的各种资源；基本出发点是从开采的角度防止或尽可能减轻开采煤炭引起的安全问题及对环境和其他资源的不良影响；目标是取得最佳的经济效益、环境效益和社会效益。煤矿绿色开采的特点之一 从广义资源的角度论，在矿区范围内的煤炭；地下水；煤层内所涵的瓦斯；土地以至于煤矸石以及在煤层附近的其他矿床都应该是经营这个矿区的开发对象而加以利用。煤矿绿色开采的特点之二 从开采的角度采取措施，从源头消除或减少采矿对环境的破坏；而不是先破坏后治理。煤矿绿色开采的特点之三 开采引起环境与主要安全问题的发生都与开采后造成的岩层运动有关。2、煤矸石的危害及其减排途径主要危害：占压土地；滑坡危害；自燃释放有害气体；等。减少矸石排放消除矸石山是解决矸石山的危害的根本出路。矸石减排途径：以煤巷替代岩巷；矸石井下处理；矸石综合利用，等。第一章 开采引起的岩层与地表移动1、四区、三带的规律和特点，影响三带高度的主要因素。P1P3垮落带与断裂带的高度主要影响因素：顶板岩性 、煤层倾角 、采高及厚煤层分层次数 、采空区范围 、采空区处理方法2、地表移动和破坏的形式，地表移动的各种角量参数的定义、确定方法要清楚。形式：P9角量参数定义等：P15结合下面这题。3、已知近水平煤层或缓倾斜煤层沿走向有限开采，且充分采动后，地表为连续型下沉，其下沉曲线为W（x）。1）用文字说明反映地表移动和变形的五项指标及它们的单位；2）用文字说明五项指标之间的数学关系；3）用文字说明五项指标正负号的实际意义；4）用文字说明五项指标对地表建筑物的影响；5）画图说明五项指标的变化规律，要注意极值点的位置；详见P18页前后，这一部分把作业好好看看，要注意充分采动、非充分采动和超充分采动的区别和特点，要学会灵活运用规律，如建筑物下留设的煤柱如下图所示，r为主要影响半径，建筑物受双倍拉伸变形。地表移动盆地内五项指标变化规律 曲线及其意义1下沉：主断面内地表移动向量的铅直分量 ；规律：下沉是位置的函数W=W（x）、最大下沉值在盆地中央、下沉曲线凹凸分界的拐点处，下沉值约为最大值的一半2倾斜：地表单位长度内下沉的变化.规律：有两组方向不同的倾斜，边界点和最大下沉点之间的倾斜必然有正极值和负极值存在。 垂直于地表下沉曲线的杆状物倾倒的趋向与x轴正向相同时，倾斜为正；杆状物倾倒的趋向与x轴负向相同时倾斜为负。3水平移动：地表移动向量的水平分量 ；规律：U=U（x）,有两组方向不同的水平移动。边界点和采空区中点的水平移动为零；边界点和采空区中点之间有极值。规定:正值的水平移动与x轴的正方向一致，负值的水平移动与x轴的负方向一致 4曲率：地表单位长度内倾斜的变化；正负号意义：正曲率的物理意义是地表下沉曲线在地面方向凸起或在煤层方向下凹；负曲率的物理意义是地表下沉曲线在地面方向下凹或在煤层方向凸起 5水平变形：单位长度上水平移动的变化；正负：水平变形正值的物理意义为地表受拉伸变形；负值的物理意义为地表受压缩变形。 4、地表移动变形的预计方法，要求掌握概率积分法，对该方法的原理、基本参数、基本方法要清楚，如概率积分法预计地表沉陷时需要用到的参数有哪些？P22-P40 四种概率积分法：P24-P37熟读第二章 建筑物下采煤1、地表移动变形对建筑物的影响P51下沉 倾斜 曲率 水平变形 水平移动等2保护煤柱的留设方法，掌握垂直剖面法留设保护煤柱的方法P55P56作图题，重点掌握3、建筑物下采煤的井下开采技术措施，如建筑物下采煤时，两层煤之间采用协调开采的原理，再如减少开采引起的地表建筑物所受变形的主要技术途径：P62-P694、条带采煤法开采的理想地质条件、移动变形特点及保留煤柱宽度的确定方法条带采煤法的适用条件：地面为密集建筑群、结构复杂的或纪念性的建筑物；难搬迁的村庄；铁路桥梁、隧道或铁路干线下；水体下的煤层及受岩溶承压水威胁的上方煤层；条带采煤法开采的理想地质条件：煤层埋深小于400500m，单一薄及中厚煤层，厚度比较稳定，顶底板岩层和煤层较硬。 移动变形特点：P70下保留煤柱宽度的确定方法:P72下5、不迁村采煤的理论依据P77下-P78第三章 铁路下采煤1、铁路下采煤的特点P84A列车重量大，速度快、线路技术标准要求严格B国家铁路干线是国民经济的动脉，安全上比一般建筑物要求高 C铁路线路的移动和变形较为复杂 D线路可以通过维修消除移动和变形2、地表移动变形对路线的影响P86A对路基的影响下沉 倾斜 水平变形B对线路的影响倾斜 曲率 横向水平移动 纵向水平移动与变形3、铁路下采煤的技术措施P87A开采的技术措施1满足一定的采深与采厚比2防止地表突然下沉或塌陷3减少地表下沉4消除和减轻地表变形的叠加影响5合理布置工作面B留设好铁路煤柱1采深与采厚之比不能满足要求的铁路线路或煤层。2有严重滑坡危险而又难以处理的铁路线路。3目前条件下采用改道或不留设煤柱方法处理在技术上不可能或在经济上不合理的铁路线路。4一、二级铁路线上的一、二等铁路车站。5铁路隧道。6全长大于20m的铁路桥。C铁路下开采的地面维修技术措施加强线路的巡检，及时维修（1）加宽、加高路基；（2）用起道和顺坡的方法消除下沉对线路影响；（3）用拨道、改道的方法消除横向水平移动对线路的影响（4）用串道的方法调整轨缝来消除纵向水平移动对线路的影响第四章 水体下采煤1、水体下采煤的理论依据P90A“三带”理论B隔水层理论2、水体下的采煤方式P91A、顶水采煤B、疏水采煤C、顶疏结合采煤3、留设防水安全煤岩柱的目的，并要学会画图说明防水安全煤岩柱的留设方法P92防水煤岩柱属于隔离煤柱，留设的目的是不允许导水断裂带波及到水体、避免上覆水体涌入井下，并要使矿井涌水量不明显增加。 方法:1.地表有松散覆盖层是HshHd+Hb Hd导水断裂带最大高度，m；Hb保护层厚度；2.当煤系地层上部无松散层覆盖，且采深较小时，应计入地表裂隙深度HbiHshHd+Hb+Hbi3.若基岩风化带也含水时，则应考虑基岩风化带深度HfeHshHd+Hb+Hfe第五章 承压水上采煤1、影响底板突水的主要因素P1051、水源条件2、地质构造3、隔水层的阻水能力4、矿山压力2、“上三带”理论在上行顺序开采中的基本观点和应用方法无解3、水体上采煤防水安全煤岩柱设计方法P1061)无导升带的正常底板 底板防水安全煤岩柱高度h a应大于或等于导水破坏带深度h1和阻水带厚度h2之和 h ah1+h22)承压水附近存在导升带底板安全煤岩柱高度ha应大于或等于导水破坏带深度h1、阻水带厚度h2和承压水导升带高度h3之和 h ah1+h2 +h3 3) 底板含水层顶部存在充填隔水带充填隔水带厚度h4可以作为底板防水安全煤岩柱厚度的组成部分 h ah1+h2 +h4 4、在承压含水层上带压开采时，有利于减少底板破坏深度，提高底板保护层厚度的技术措施1 缩短工作面长度2 缩小来压步距3 改变顶板管理方法和采煤方法4 改革采区巷道布置5 处理断层和陷落柱6 注浆加固底板，提高保护层强度7 其它第六章 上行式开采顺序采煤1、恒底式采煤法的优缺点，及其适用条件（或开采煤层的共同特点）P116优点 ：1 巷道系统简单 2 工艺简单 3 岩层活动对工作面影响小 4 有利于消除水患及冒顶的威胁 5 技术经济效益显著 缺点：1 对煤体的粘结性要求高2 不利于防止煤层自燃3 煤矸容易混杂4 对注水质量要求高5 煤尘易飞扬适用条件：1煤层遇水容易胶结 2分层下行垮落采煤很困难 2、煤层间垮落上行开采的条件、判别方法及要注意的问题P117P118P121条件 ：1、可以采用上行式采煤的条件 先决条件：先采下部的煤层不破坏上部煤层的完整性，且能带来较大经济效益。A上部煤层为劣质煤或薄煤层或不稳定煤层，开采困难，下部煤层为厚煤层，上下煤层间距较大，开采设备利用率、经济效益和矿井达产期因开采顺序不同而差别很大；B上部煤层开拓困难，需要巨额投资，下部煤层开拓容易，且上下煤层间距较大；C下部煤层为国家急需的煤种 2、需要采用上行式采煤的条件其先决条件：安全上和技术上是优越的A上部煤层有冲击地压危险,下部煤层作为解放层。B上部煤层有或有煤与瓦斯突出危险，下部煤层作为解放层。C上部煤层含水丰富，先采下部煤层有利于疏水。D上部煤层的顶板为坚硬顶板，需要降低上部煤层顶板的周期来压强度。E采用条带采煤法开采有一定层间距的多层煤层，为使保留条带不受重复开采影响。F深矿井开采中，先采下煤层有利于实现矿井高产高效，有利于改善上煤层的巷道维护条件及经济技术指标。G复采采空区上部遗留的煤炭资源。 判别：1、比值判别法1）两层煤间的判别 2）多层煤间的判别2、“三带”判别法3、围岩平衡法注意的问题：A上煤层开采应在下煤层开采引起的岩层移动稳定后进行，上煤层开始采煤的时间应滞后于下煤层采动影响的时间。B避免在下煤层之上的岩层中或煤层中先开掘巷道，否则，先掘出的巷道可能受开采影响改变方向和坡度，甚至变形破坏。对于下煤层之上已有的巷道，应根据重要性和层间距，在下煤层开采前适当加固。C在层间距较近的条件下，下煤层中开采应采用无煤柱开采技术，否则，残留的煤柱将影响到上煤层的正常作业。