綠色開采課程總結(jié)

1、 CH4 TreeTreeHouseBuilding 2FactoryTreeTreeCH4 煤炭開采引起的一系列安全和環(huán)境問題都與煤炭開采引起的一系列安全和環(huán)境問題都與采動巖層破斷與運(yùn)動有關(guān)。采動巖層破斷與運(yùn)動有關(guān)。開采沉陷開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頂事故冒頂事故煤炭開采煤炭開采巖層移動巖層移動排放矸石排放矸石地下水流失地下水流失與突水事故與突水事故瓦斯卸壓流動、瓦斯事瓦斯卸壓流動、瓦斯事故與排放瓦斯污染環(huán)境故與排放瓦斯污染環(huán)境地表塌陷、土地地表塌陷、土地與建筑物損害與建筑物損害占用土地占用土地污染環(huán)境污染環(huán)境保水開采保水開采煤與瓦斯共采煤與瓦

2、斯共采減沉開采減沉開采矸石減排矸石減排地下氣化開采地下氣化開采綠色開采綠色開采關(guān)關(guān)鍵鍵層層理理論論煤礦綠色開采的技術(shù)框架綠色開采的概念與技術(shù)框架綠色開采的概念與技術(shù)框架減沉開采技術(shù)減沉開采技術(shù)保水開采技術(shù)保水開采技術(shù)煤與瓦斯共采技術(shù)煤與瓦斯共采技術(shù)矸石減排技術(shù)矸石減排技術(shù)1 綠色開采的概念與技術(shù)框架綠色開采的概念與技術(shù)框架 應(yīng)力場變化應(yīng)力場變化 裂隙場變化裂隙場變化 地表沉陷地表沉陷 頂板事故與沖擊礦壓頂板事故與沖擊礦壓 突水事故突水事故 瓦斯事故瓦斯事故 破壞土地與建筑破壞土地與建筑 破壞地下水資源破壞地下水資源 排放瓦斯污染大氣排放瓦斯污染大氣 傳統(tǒng)研究（三個方面）傳統(tǒng)研究（三個方面） 采

3、場礦壓老頂結(jié)構(gòu)模型（力學(xué)模型） 巖層內(nèi)部移動“三帶”論（統(tǒng)計(jì)加模型） 地表沉陷數(shù)理統(tǒng)計(jì) 關(guān)鍵層理論思想將采動覆巖作為研究整體；將采動覆巖作為研究整體； 抓起控制作用的主要矛盾。抓起控制作用的主要矛盾。關(guān)鍵層理論研究進(jìn)展關(guān)鍵層理論研究進(jìn)展煤炭開采煤炭開采巖層移動巖層移動排放矸石排放矸石地下水流失地下水流失與突水事故與突水事故瓦斯卸壓流動、瓦斯事瓦斯卸壓流動、瓦斯事故與排放瓦斯污染環(huán)境故與排放瓦斯污染環(huán)境地表塌陷、土地地表塌陷、土地與建筑物損害與建筑物損害占用土地占用土地污染環(huán)境污染環(huán)境保水開采保水開采煤與瓦斯共采煤與瓦斯共采減沉開采減沉開采矸石減排矸石減排地下氣化開采地下氣化開采綠色開采綠色開采

4、采采動動巖巖層層破破壞壞規(guī)規(guī)律律一、煤礦綠色開采的技術(shù)框架2 2 減沉開采技術(shù)減沉開采技術(shù)2-1 2-1 開采引起的地表沉陷規(guī)律開采引起的地表沉陷規(guī)律2-2 2-2 開采沉陷對地面建筑物的影響開采沉陷對地面建筑物的影響2-3 2-3 減少開采沉陷影響的技術(shù)措施減少開采沉陷影響的技術(shù)措施2-4 2-4 條帶開采技術(shù)條帶開采技術(shù)2-5 2-5 充填開采技術(shù)充填開采技術(shù)2-6 2-6 部分充填開采技術(shù)部分充填開采技術(shù)2-12-1 開采引起的地表沉陷開采引起的地表沉陷規(guī)律規(guī)律一、地表移動和破壞的形式一、地表移動和破壞的形式二、地表移動盆地的形成及特征二、地表移動盆地的形成及特征三、地表移動的角量參數(shù)三

5、、地表移動的角量參數(shù)四、地表移動變形參數(shù)與分布規(guī)律四、地表移動變形參數(shù)與分布規(guī)律五、關(guān)鍵層運(yùn)動對開采沉陷的影響五、關(guān)鍵層運(yùn)動對開采沉陷的影響六、開采沉陷預(yù)計(jì)方法六、開采沉陷預(yù)計(jì)方法充分采動充分采動地表最大下沉值不再隨開采區(qū)域尺寸增大而增加。地表最大下沉值不再隨開采區(qū)域尺寸增大而增加。非充分采動非充分采動地表最大下沉值隨開采區(qū)域尺寸增大而增加地表最大下沉值隨開采區(qū)域尺寸增大而增加 。12345wwww1235w4H(0.250.5)H充分采動與非充分采動充分采動與非充分采動 地表移動變形五項(xiàng)指標(biāo)之間的關(guān)系地表移動變形五項(xiàng)指標(biāo)之間的關(guān)系 ( )( )( )( )( )2222dxWdBxdxdWB

6、xUdxWdxKdxdWxixWW=e 下沉下沉 水平移動水平移動 傾斜傾斜 曲率曲率 水平變形水平變形 非充分和非充分和 超充分超充分采動條件下水平煤層采動條件下水平煤層(或有一定傾角的或有一定傾角的煤層沿走向煤層沿走向) 主斷面內(nèi)地表移動與變形規(guī)律主斷面內(nèi)地表移動與變形規(guī)律xoxo( e )U ( x )K ( x ) ( x )( d )o( c )xW ( x )3i ( x )( b )o0( a )3x0ox+-( d )o+( c )x-+-+xi ( x )0+( b )o3( a )W ( x )o-30 xxxo-U ( x )K ( x ) ( x )+-o( d )+-

7、+-+3o+x- ( m / m m )-K ( 1 0 / m )- 3U ( m m )+xo3i ( m m / m )-xr xW ( m m )x地表移動與變形的影響因素地表移動與變形的影響因素1、煤層地質(zhì)條件、煤層地質(zhì)條件煤層厚度、傾角、埋深煤層厚度、傾角、埋深2、覆巖與地層條件、覆巖與地層條件巖性、厚度與組合關(guān)系，關(guān)鍵層特征，山巖性、厚度與組合關(guān)系，關(guān)鍵層特征，山地、地下水地、地下水3、開采技術(shù)條件、開采技術(shù)條件重復(fù)開采、采空區(qū)處理、開采速度重復(fù)開采、采空區(qū)處理、開采速度2-2 2-2 開采沉陷對地面建筑物的影響開采沉陷對地面建筑物的影響一、地表移動變形對建筑物的影響一、地表移動

8、變形對建筑物的影響二、建筑物損壞等級與允許變形二、建筑物損壞等級與允許變形 三、地表移動變形對鐵路線的影響三、地表移動變形對鐵路線的影響磚混結(jié)構(gòu)建筑物破壞等級磚混結(jié)構(gòu)建筑物破壞等級破壞破壞等級等級傾斜傾斜mm/m曲率曲率10-3/m水平變形水平變形mm/m處理方式處理方式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大修大修重建重建建筑物的保護(hù)等級建筑物的保護(hù)等級保護(hù)等級保護(hù)等級建筑物名稱建筑物名稱明令保護(hù)的文物，明令保護(hù)的文物，級火車站，發(fā)電廠主廠房，級火車站，發(fā)電廠主廠房，重要堤壩，采動后可能重大生產(chǎn)、傷亡事故的構(gòu)重要堤壩，采動后可能重

9、大生產(chǎn)、傷亡事故的構(gòu)筑物，工業(yè)場地等筑物，工業(yè)場地等高爐、高爐、22萬伏高壓線鐵塔、礦區(qū)總變電所、萬伏高壓線鐵塔、礦區(qū)總變電所、 級級火車站、三層以上住宅，辦公樓、醫(yī)院、劇院、火車站、三層以上住宅，辦公樓、醫(yī)院、劇院、學(xué)校、百貨大樓、電視塔，輸水管干線等學(xué)校、百貨大樓、電視塔，輸水管干線等、級火車站，磚瓦平房，二層樓房，村莊民級火車站，磚瓦平房，二層樓房，村莊民房，鋼瓦斯管道，高壓線鐵塔等房，鋼瓦斯管道，高壓線鐵塔等農(nóng)村木結(jié)構(gòu)房屋，簡易倉庫，臨時建筑物農(nóng)村木結(jié)構(gòu)房屋，簡易倉庫，臨時建筑物根據(jù)重要性、用途、破壞后可能的后果根據(jù)重要性、用途、破壞后可能的后果2-3 2-3 減少開采沉陷影響的技術(shù)措

10、施減少開采沉陷影響的技術(shù)措施一、留設(shè)保護(hù)煤柱一、留設(shè)保護(hù)煤柱二、減少開采沉陷影響的井下技術(shù)措施二、減少開采沉陷影響的井下技術(shù)措施三、減少開采沉陷影響的地面技術(shù)措施三、減少開采沉陷影響的地面技術(shù)措施-350 -300 -250 -200 -150 -1000-350-300-250-200-150-100-50abcdabcdB(e)C (f)A (g)D (h)nNNMQPQPefghIIIIIII-I剖面剖面II-II剖面剖面1.圈范圍圈范圍2.作剖面作剖面3.找邊界找邊界4.投影點(diǎn)投影點(diǎn)5.煤柱線煤柱線mM一、垂直剖面法留設(shè)保護(hù)煤柱一、垂直剖面法留設(shè)保護(hù)煤柱1.1.下沉控制技術(shù)下沉控制技術(shù)

11、二、減少開采沉陷影響的井下技術(shù)措施二、減少開采沉陷影響的井下技術(shù)措施條帶開采房柱式開采充填開采部分充填開采多工作面開采變形控制技術(shù)（即協(xié)調(diào)開采技術(shù)）單一工作面開采變形控制技術(shù)2.2.變形控制技術(shù)變形控制技術(shù)三、減少開采沉陷影響的井上技術(shù)措施三、減少開采沉陷影響的井上技術(shù)措施設(shè)置鋼筋混凝土圈梁、鋼拉桿抗變形建筑物組裝式建筑物挖變形補(bǔ)償溝設(shè)置滑動層設(shè)置變形縫1.1.剛性措施剛性措施2.2.柔性措施柔性措施2-4 2-4 條帶開采技術(shù)條帶開采技術(shù)一、條帶開采技術(shù)概述一、條帶開采技術(shù)概述二、條帶開采技術(shù)原理二、條帶開采技術(shù)原理三、條帶開采設(shè)計(jì)方法三、條帶開采設(shè)計(jì)方法四、條帶開采沉陷預(yù)計(jì)四、條帶開采沉陷

12、預(yù)計(jì)五、條帶開采工程實(shí)例五、條帶開采工程實(shí)例2-5 2-5 充填開采技術(shù)充填開采技術(shù)一、充填開采技術(shù)概述一、充填開采技術(shù)概述二、充填開采技術(shù)原理二、充填開采技術(shù)原理三、水砂充填開采技術(shù)三、水砂充填開采技術(shù)四、膏體充填開采技術(shù)四、膏體充填開采技術(shù)五、矸石直接充填開采五、矸石直接充填開采六、高水材料充填開采六、高水材料充填開采全部充填部分充填采空區(qū)充填冒落區(qū)充填離層區(qū)充填按充填位置按充填量水砂充填矸石充填自溜充填風(fēng)力充填機(jī)械充填按充填動力膏體充填高水充填水力充填充填開采按充填物質(zhì)一、充填開采技術(shù)概述一、充填開采技術(shù)概述1、充填開采方法分類2、充填開采地表沉陷的影響因素充填開采地表沉陷充填開采地表沉

13、陷的影響因素的影響因素充填體充填率頂板超前下沉二、充填開采技術(shù)原理二、充填開采技術(shù)原理充填體壓縮率3、充填開采地表沉陷預(yù)計(jì)等效采高2-6 2-6 部分充填開采技術(shù)部分充填開采技術(shù)一、部分充填開采概述一、部分充填開采概述二、部分充填開采的分類二、部分充填開采的分類三、部分充填開采工程實(shí)例三、部分充填開采工程實(shí)例p按部分充填的位置與充填時機(jī)不同 二、部分充填開采的分類二、部分充填開采的分類采空區(qū)條帶充填技術(shù)冒落區(qū)注漿充填技術(shù)離層區(qū)注漿充填技術(shù)部分充填部分充填分區(qū)隔離注漿充填技術(shù)3 保水開采技術(shù)保水開采技術(shù)3-1 3-1 開采引起的巖層導(dǎo)水裂隙演化規(guī)律開采引起的巖層導(dǎo)水裂隙演化規(guī)律3-2 3-2 水

14、體下保水采煤技術(shù)水體下保水采煤技術(shù)3-3 3-3 承壓含水層上保水采煤技術(shù)承壓含水層上保水采煤技術(shù)3-4 3-4 礦井水的資源化利用礦井水的資源化利用3-13-1 開采引起的巖層導(dǎo)水裂隙演化規(guī)律開采引起的巖層導(dǎo)水裂隙演化規(guī)律一、頂板導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度一、頂板導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度二、覆巖關(guān)鍵層對頂板導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度的影響二、覆巖關(guān)鍵層對頂板導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度的影響三、頂板導(dǎo)水裂隙側(cè)向邊界發(fā)育規(guī)律三、頂板導(dǎo)水裂隙側(cè)向邊界發(fā)育規(guī)律一、概述一、概述1.水體類型水體類型水體類型地表水體松散含水層基巖含水層地下水體是隔離水體技術(shù)措施水體下保水采煤技術(shù)措施消除礦井突水災(zāi)害 ，保護(hù)水資源 ，實(shí)現(xiàn)水體下保水采煤礦井水文

15、地質(zhì)勘查判別頂板導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度留設(shè)安全煤巖柱降低導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度注漿堵截水源鉆孔疏降巷道疏降回采疏降疏降水體技術(shù)措施導(dǎo)水裂隙是否溝通水體疏降水的資源化利用含水層采動后的恢復(fù)水體下充填開采水體下部分開采水體下限厚開采否正常開采三、水體下保水采煤工程實(shí)例三、水體下保水采煤工程實(shí)例龍口礦區(qū)海下采煤工程實(shí)例微山湖下采煤工程實(shí)例 神東礦區(qū)含水層下采煤工程實(shí)例 錦界煤礦松散含水層下采煤工程實(shí)例 活雞兔井燒變巖含水層下采煤工程實(shí)例 補(bǔ)連塔煤礦四盤區(qū)頂板異常突水災(zāi)害機(jī)理及防治 高水壓松散含水層下采煤工程實(shí)例 頂板砂巖含水層下采煤工程實(shí)例 巨厚火成巖下離層區(qū)水害防治工程實(shí)例 3-3-3 3 承壓含水層上保水采

16、煤技術(shù)承壓含水層上保水采煤技術(shù)一、承壓含水層上采煤技術(shù)概述一、承壓含水層上采煤技術(shù)概述二、底板突水類型二、底板突水類型三、底板突水的影響因素三、底板突水的影響因素 四、承壓含水層上采煤的理論依據(jù)四、承壓含水層上采煤的理論依據(jù) 五、承壓含水層上采煤技術(shù)措施與工程實(shí)例五、承壓含水層上采煤技術(shù)措施與工程實(shí)例 三、底板突水的影響因素三、底板突水的影響因素底板突水影響因素底板突水影響因素地質(zhì)構(gòu)造水源條件隔水層的阻水能力開采活動引起的礦山壓力開采方法四、承壓含水層上采煤的理論依據(jù)四、承壓含水層上采煤的理論依據(jù)理論依據(jù)理論依據(jù)底板突水系數(shù)底板突水的“下三帶”理論底板突水的隔水關(guān)鍵層理論五、承壓含水層上采煤技

17、術(shù)措施與工程實(shí)例五、承壓含水層上采煤技術(shù)措施與工程實(shí)例1.1.承壓含水層上安全煤巖柱留設(shè)承壓含水層上安全煤巖柱留設(shè)2.2.承壓含水層上斷層防水煤柱留設(shè)承壓含水層上斷層防水煤柱留設(shè)3.3.帷幕注漿截流技術(shù)帷幕注漿截流技術(shù)4.4.減少采動底板破壞深度減少采動底板破壞深度5.5.底板注漿加固技術(shù)底板注漿加固技術(shù)6.6.疏降底板水技術(shù)疏降底板水技術(shù)承壓含水層上保水采煤技術(shù)措施礦井底板水文地質(zhì)勘查判別采動底板突水危險性是否存在底板突水危險是否底板承壓含水層上安全煤巖柱留設(shè)減少采動底板破壞注漿加固底板帷幕注漿截流正常開采消除底板突水災(zāi)害 保護(hù)水資源 實(shí)現(xiàn)承壓含水層上保水采煤隔離底板承壓水體疏降底板承壓水體

18、疏排底板承壓水的資源化利用3-3-4 4 礦井水的資源化利用礦井水的資源化利用一、概述一、概述二、礦井水的凈化與利用二、礦井水的凈化與利用三、礦井水資源化利用的工程實(shí)例三、礦井水資源化利用的工程實(shí)例4 4 煤與瓦斯共采技術(shù)煤與瓦斯共采技術(shù) 4-1 4-1 煤與瓦斯共采的基本概念煤與瓦斯共采的基本概念 4-2 4-2 采前地面鉆井開采煤層氣技術(shù)采前地面鉆井開采煤層氣技術(shù) 4-3 4-3 采動卸壓瓦斯抽采技術(shù)采動卸壓瓦斯抽采技術(shù) 4-4 4-4 瓦斯綜合利用技術(shù)瓦斯綜合利用技術(shù) 4-5 4-5 煤與瓦斯共采的經(jīng)濟(jì)評價煤與瓦斯共采的經(jīng)濟(jì)評價4-1 煤與瓦斯共采的基本概念 一、煤與瓦斯賦存特性一、煤與瓦斯賦存特性 二、我國煤礦瓦斯災(zāi)害現(xiàn)狀二、我國煤礦瓦斯災(zāi)害現(xiàn)狀 三、煤與瓦斯共采技術(shù)體系三、煤與瓦斯共采技術(shù)體系煤與瓦斯共采煤與瓦斯共采煤與瓦斯共采技術(shù)體系煤與瓦斯共采技術(shù)體系煤層采前抽采煤層采前抽采煤層卸壓抽采煤層卸壓抽采提高瓦斯抽采率、降低礦井瓦斯涌出量、消除瓦斯事故提高瓦斯抽采率、降低礦井瓦斯涌出量、消除瓦斯事故瓦斯資源化利用、消除大氣污染瓦斯資源化利用、消除大氣污染 本煤層本煤層卸壓瓦斯卸壓瓦斯 鄰近層鄰近層卸壓瓦斯卸壓瓦斯遠(yuǎn)距離煤層遠(yuǎn)距離煤層卸壓瓦斯卸壓瓦斯 回風(fēng)井回風(fēng)井風(fēng)流瓦斯風(fēng)流瓦斯 老采空區(qū)老采空區(qū)卸壓瓦斯卸壓瓦