構(gòu)造復(fù)雜煤層開采課件

構(gòu)造復(fù)雜煤層開采斷裂構(gòu)造煤層開采向斜構(gòu)造煤層開采盆地構(gòu)造煤層開采其他構(gòu)造煤層開采不穩(wěn)定煤層開采12/2/20221構(gòu)造復(fù)雜煤層開采斷裂構(gòu)造煤層開采12/1/20221構(gòu)造復(fù)雜煤層是指斷裂構(gòu)造多，褶曲構(gòu)造多的煤層

兗州煤田、濟(jì)寧煤田、神東煤田構(gòu)造相對(duì)簡單；龍口、棗莊煤田較簡單；新汶煤田的南部較簡單，但北部相對(duì)較復(fù)雜；寧陽煤田構(gòu)造復(fù)雜；臨沂煤田是火成巖侵蝕的重災(zāi)區(qū)。掌握和了解構(gòu)造復(fù)雜煤層的開拓、開采技術(shù)是采礦工程師應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。12/2/20222構(gòu)造復(fù)雜煤層是指斷裂構(gòu)造多，褶曲構(gòu)造多的煤層1

第一章斷裂構(gòu)造煤層

的開采方法

12/2/20223

第一章斷裂構(gòu)造煤層

第一節(jié)斷裂構(gòu)造煤層的特點(diǎn)及

其研究的主要內(nèi)容斷裂構(gòu)造影響造成的頂板事故占60%以上；斷裂構(gòu)造影響造成的突水事故占80%以上。肥城國家莊煤礦、大汶口石膏礦斷裂構(gòu)造破壞其完整形，為冒落和充水創(chuàng)造條件，給礦井生產(chǎn)帶來困難。12/2/20224第一節(jié)斷裂構(gòu)造煤層的特點(diǎn)及

其主要研究內(nèi)容1、斷層對(duì)采區(qū)和水平劃分帶來的影響；2、主要巷道與斷層的相互位置關(guān)系；3、斷塊之間的聯(lián)系方式（形式和數(shù)量)；4、掘進(jìn)和回采過斷層的技術(shù)措施；5、各塊段生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相互協(xié)調(diào)關(guān)系12/2/20225主要研究內(nèi)容1、斷層對(duì)采區(qū)和水平劃分帶來的影響；第二節(jié)開拓部署中斷層的處理

1、以斷層劃分井田是礦井開拓部署的重要關(guān)鍵（1）大型礦井將落差大淤100m斷層作為井田邊界；（2）小型礦井將落差大淤50m斷層作為井田邊界。其目的是減少井田邊界煤柱

2、斷層對(duì)水平劃分與位置的確定影響較大（1）圖1-1為單水平開拓部署的處理方案

12/2/20226第二節(jié)開拓部署中斷層的處理1、以斷層劃分井田是礦按斜長可能劃分2-3個(gè)區(qū)段，但斷層影響可作為單水平處理（2）利用水平位置的變動(dòng)解決斷層兩翼煤層的開采12/2/20227按斜長可能劃分2-3個(gè)區(qū)段，12/1/20227（3）利用斜巷解決個(gè)別煤層上、下階段斜長不一致的問題12/2/20228（3）利用斜巷解決個(gè)別煤層上、下階段斜長不一致的問題

（4）利用暗井開采開采水平以下被斷層切割的煤層技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理開采水平延深水平12/2/20229延深水平12/1/20229

（5）

因地制宜穿層布置大巷在煤層群開采中是可行的

大巷二層

四層四層十一層二層二層四層12/2/202210（5）因地制宜穿層布置大巷在煤層群開采中是可行的（6）利用采區(qū)石門、溜煤眼和斜巷開拓受斷裂構(gòu)造影響的緩傾斜

煤層開采較為有利

石門溜煤眼斜溜煤眼12/2/202211（6）利用采區(qū)石門、溜煤眼和斜巷開拓受斷裂構(gòu)造影響的緩傾斜

（7）利用斷層作為劃分開采水平的依據(jù)H=20mh=80mH=20mH=20m-420m-375m-225m-65m12/2/202212（7）利用斷層作為劃分開采水平的依據(jù)H=2(8）利用輔助水平解決部分被走向斷層切割的塊段開采輔助水平大巷開采水平大巷工作面

工作面上山上山12/2/202213(8）利用輔助水平解決部分被走向斷層切割的塊段開采3、上山的布置應(yīng)與過斷層的石門工程兩相比較確定斷層落差大于20m時(shí)可作為采區(qū)的邊界，落差為10-15m時(shí)采區(qū)可直接穿過12/2/2022143、上山的布置應(yīng)與過斷層的石門工程兩相比較確定斷層落12/2/20221512/1/2022154、根據(jù)斷層的產(chǎn)狀改變開采體系可取得很好的技術(shù)經(jīng)

濟(jì)效益（1）遇傾斜斷層時(shí)可將走向長壁改為傾斜長壁或偽傾斜長壁開采12/2/2022164、根據(jù)斷層的產(chǎn)狀改變開采體系可取得很好的技術(shù)經(jīng)

前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)，1966—1970年377個(gè)工作面（36.2%)

重新進(jìn)行了開切和準(zhǔn)備，調(diào)整后既增加了工作面推進(jìn)長

度，又大大減少了費(fèi)用（年平均減少110-130萬盧布）

（2）采用房柱式開采回收斷層破壞區(qū)的煤炭資源根據(jù)海濱礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為破壞系數(shù)小于250m/每百平方米、斷層落差小于每層厚度的0.6-0.7倍時(shí)，可使用長壁開采，否則使用房柱式開采是合適的。12/2/202217前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)，1966—1970年377個(gè)第三節(jié)采區(qū)內(nèi)巷道布置方案1、塊段走向長度較短時(shí)，可采用順斷層布置上山單翼開采，以減少煤炭損失量及兩翼開采的困難。注：工作面推進(jìn)方向與斷層面逆向?yàn)榧眩蛞壮鏊?；工作面平行斷層易出水，宜斜角布置?2/2/202218第三節(jié)采區(qū)內(nèi)巷道布置方案1、塊段2、上山穿過斜交斷層布置，使斷層煤柱與護(hù)巷煤柱合

二為一12/2/2022192、上山穿過斜交斷層布置，使斷層煤柱與護(hù)巷煤柱合

3、上山順傾斜斷層布置，利用中部車場

石門聯(lián)系兩翼平巷上山12/2/2022203、上山順傾斜斷層布置，利用中部車場

石門4、緩傾斜煤層遇逆斷層時(shí)（h小於10m),運(yùn)輸上山布置在下

盤，軌道上山布置在上盤臥底掘進(jìn)，利用溜煤眼和石

門分別聯(lián)系兩翼平巷。煤層煤層溜煤眼軌道上山運(yùn)輸上山12/2/2022214、緩傾斜煤層遇逆斷層時(shí)（h小於10m),運(yùn)輸上山布置在下

5、采區(qū)內(nèi)有走向斷層〔h=2m）時(shí),可以斷層作為劃分區(qū)

段的依據(jù)。上下區(qū)段同采時(shí)，可同步或保持一定的

錯(cuò)距。12/2/2022225、采區(qū)內(nèi)有走向斷層〔h=2m）時(shí),可以斷層作為劃分區(qū)

6、遇斜交斷層時(shí)，可在斜長較大區(qū)域采用雙工作面布置，

過斷層后采用單工作面布置。12/2/2022236、遇斜交斷層時(shí)，可在斜長較大區(qū)域采用雙工作面布置，

7、傾斜長度較大的局部塊段可采用仰斜開采（傾角小

於10度）區(qū)段上平巷區(qū)段下平巷仰斜工作面12/2/2022247、傾斜長度較大的局部塊段可采用仰斜開采（傾角小

8、按斷層的分布形態(tài)確定工作面布置方案

（1）平行構(gòu)造帶呈折線布置，上下順槽均留出5-15m的

煤柱，作為斷層擺動(dòng)誤差的調(diào)節(jié)余地。5-15m煤柱斷層

斷層5-15m煤柱12/2/2022258、按斷層的分布形態(tài)確定工作面布置方案

（1）平行構(gòu)造帶呈（2）構(gòu)造帶呈尖角狀時(shí)可采用分段臺(tái)階布置，也可采

微調(diào)面布置（每次增加2-3架支架，不斷的補(bǔ)充，可

減少一次更換時(shí)間太長的問題）。12/2/202226（2）構(gòu)造帶呈尖角狀時(shí)可采用分段臺(tái)階布置，也可采

(3)構(gòu)造呈非平行折線型時(shí)，材料道以折線順斷層布置，

運(yùn)輸?shù)啦捎弥本€定向掘進(jìn)。12/2/202227(3)構(gòu)造呈非平行折線型時(shí)，材料道以折線順斷層布置，

第四節(jié)掘進(jìn)巷道時(shí)斷層處理1、h<10m時(shí)可采用轉(zhuǎn)上、轉(zhuǎn)下掘進(jìn)，既穿頂、穿底掘進(jìn)，待找到煤層時(shí)再正常掘進(jìn)。穿頂掘進(jìn)穿底掘進(jìn)12/2/202228第四節(jié)掘進(jìn)巷道時(shí)斷層處理1、h<12、當(dāng)h>10m時(shí)，應(yīng)采用計(jì)算和作圖法

求出石門的方向和長度No.124No.224-200-20012/2/2022292、當(dāng)h>10m時(shí)，應(yīng)采用計(jì)算和作圖法

求出3、當(dāng)h<1.0m時(shí)，且錯(cuò)動(dòng)頻繁不宜采用轉(zhuǎn)上或轉(zhuǎn)下的方式

時(shí)，可采用直線掘進(jìn)4、遇地壘或地塹時(shí)，可采用直線掘進(jìn)12/2/2022303、當(dāng)h<1.0m時(shí)，且錯(cuò)動(dòng)頻繁不宜采用轉(zhuǎn)上或轉(zhuǎn)下的方式

5、開拓掘進(jìn)上山時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制走向斷層，

以便為區(qū)段平巷布置提供依據(jù)實(shí)際揭露斷層實(shí)際揭露斷層預(yù)測(cè)斷層12/2/2022315、開拓掘進(jìn)上山時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制走向斷層，

以6、可在預(yù)測(cè)斷層位置處，保持5-10m煤柱掘進(jìn)，每隔

20-30m垂直斷層掘小巷（或打鉆），以探明斷層的位置注意：若斷層導(dǎo)水應(yīng)嚴(yán)格控制探巷和探孔打鉆掘巷12/2/2022326、可在預(yù)測(cè)斷層位置處，保持5-10m煤柱掘進(jìn)，每隔

7、若巷道掘進(jìn)遇到斷層時(shí)可采用挑頂和臥底的方式或

挑頂與臥底相結(jié)合的方式挑頂處理臥底處理12/2/2022337、若巷道掘進(jìn)遇到斷層時(shí)可采用挑頂和臥底的方式或

8、上山或下山掘進(jìn)時(shí)，遇落差較大的斷層時(shí)可采用平

巷過渡聯(lián)結(jié)方式正斷層逆斷層上山或下山上山或下山12/2/2022348、上山或下山掘進(jìn)時(shí)，遇落差較大的斷層時(shí)可采用平

9、為保持主要下山或上山的一致性，

可采用穿層掘進(jìn)的方式把上、下部水平位置確定后，然后去確定角度，以滿足不同的運(yùn)輸方式12/2/2022359、為保持主要下山或上山的一致性，

可采用注意：

（1）上下山過斷層后，盡量不要布置在煤層的上方，

以減少煤柱尺寸；（2）上（下）山過斷層后，傾角不要變化太大，最好控制在8度之內(nèi)，曲率半徑大于9-12m；（3）過斷層時(shí)巖石比較破碎，應(yīng)采用淺炮孔，少裝藥的爆破方式；（4）巷道傾角變化處應(yīng)安設(shè)托滾和地滾；（5）在斷層處應(yīng)加強(qiáng)密集支護(hù)或打抬棚，應(yīng)積極推廣錨桿支護(hù)；（6）遇含水?dāng)鄬訒r(shí)，頂板破碎且淋水較大時(shí)，可采取木垛支護(hù)，防止冒頂引起更大的水流出。（7）進(jìn)風(fēng)道遇地質(zhì)破碎帶時(shí)，且裂縫中有瓦斯噴出時(shí)，12/2/202236注意：

（1）上下山過斷層后，盡量不要布置在煤層的采取如下措施：設(shè)專門排放瓦斯管道砌旋封閉安設(shè)排放瓦斯管（孔）安設(shè)排放瓦斯管（孔）設(shè)吹風(fēng)管設(shè)擋風(fēng)管12/2/202237采取如下措施：設(shè)專門排放瓦斯管道砌旋封閉安設(shè)排放瓦斯管（孔）第五節(jié)工作面中過斷層的處理

1、走向斷層的處理措施（1）底板取平法-----h<0.5m或小於1/2煤層厚度時(shí)；（2）起底挑頂法-----h>0.5m、小于煤層厚度時(shí)；（3）預(yù)開機(jī)窩法預(yù)開機(jī)窩12/2/202238第五節(jié)工作面中過斷層的處理1、走向斷層的處(4)增開中間巷法聯(lián)絡(luò)平巷直接掘出超前掘進(jìn)超前掘進(jìn)10-20m12/2/202239(4)增開中間巷法聯(lián)絡(luò)平巷直接掘出超前掘進(jìn)超前掘進(jìn)12、傾斜斷層處理法

（1）偽斜工作面法

工作面與斷層面成較大的傾角（一般為60-80度），以防出現(xiàn)切工作面的危險(xiǎn)，也便于流水。12/2/2022402、傾斜斷層處理法

（1）偽斜工作面法工作面與斷層面（2）穿硐重開切眼法停采線新開切眼10m12/2/202241（2）穿硐重開切眼法停采線新開切眼10m12/1/20224(3)重開切眼法----h>0.5m,或>1/2煤層厚度重開切眼2-10m12/2/202242(3)重開切眼法----h>0.5m,或>1/2煤層厚度重開3、斜交斷層的處理方法（1）工作面逐漸縮面法-------工作面縮至10-20m時(shí)停止工作面推進(jìn)，剩余部分作為煤柱留設(shè)。10—20m煤柱12/2/2022433、斜交斷層的處理方法（1）工作面逐漸縮面法-------工（2）工作面微調(diào)法

12345應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)上部逐漸前移過斷層后重開切眼下部逐漸前移12/2/202244（2）工作面微調(diào)法12345應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)上部逐漸前移

p=(b-R)/(L)m式中p----每根支柱的錯(cuò)距，m;b----截深，m；R----調(diào)面距離，m；L----工作面長度，m；m----支柱間距，m。L

m

b

Rp12/2/202245LmbR（3）預(yù)開探巷探明斷層，并以探巷作為工作面新開切眼探巷探巷預(yù)測(cè)斷層實(shí)際揭露斷層實(shí)際揭露斷層12/2/202246（3）預(yù)開探巷探明斷層，并以探巷作為工作面新開切眼探巷探巷預(yù)過斷層的支護(hù)措施：a、調(diào)整工作面與斷層斜交，易于維護(hù)；b、采用密集支護(hù)，以防破碎頂板冒落；c、淺眼少裝藥爆破；d、機(jī)采工作面在斷層頂板破碎處，預(yù)開機(jī)窩，背嚴(yán)頂板。12/2/202247過斷層的支護(hù)措施：a、調(diào)整工作面與斷層斜交，易于維護(hù)；12第六節(jié)

綜采工作面中過斷層的處理一、斷層參數(shù)及其影響斷層落差（h）當(dāng)h/m=0.8時(shí)工作面產(chǎn)量將下降40%~80%。斷層的影響范圍（H)H=6√hh=1~1.5m時(shí)，產(chǎn)量下降8%；h=0.5~1.0m時(shí)，產(chǎn)量下降4%。斷層與工作面的夾角（α）0~30o產(chǎn)量急劇下降；角度繼續(xù)加大產(chǎn)量下降平緩。圍巖中等穩(wěn)定時(shí)，α應(yīng)為20~30o;不穩(wěn)定時(shí)α應(yīng)為30~45o。當(dāng)工作面與斷層的夾角為12/2/202248第六90~70o時(shí)，產(chǎn)量下降0~0.5%；70~46o時(shí)，產(chǎn)量下降0.5~2%;45~21o時(shí),產(chǎn)量下降2~5%;20~0o時(shí)，產(chǎn)量下降5~8.4%。

12/2/20224990~70o時(shí)，產(chǎn)量下降0~0.5%；第二章向斜構(gòu)造煤層的開采方法

第一節(jié)向斜構(gòu)造煤層的特點(diǎn)

煤層形態(tài)上看呈U字型，從巖層位置上看，在向斜中央部分沉積的是新巖石。-100-200-300-100-200-300strike

dip向斜背斜12/2/202250第二章向斜構(gòu)造煤層的開采方法第一節(jié)向斜本章主要介紹內(nèi)容：

1、傾斜構(gòu)造煤層的巷道布置；

2、開拓開采方法；

3、向斜構(gòu)造的處理方法和設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意問題第二節(jié)向斜構(gòu)造煤層的開拓方式12/2/202251本章主要介紹內(nèi)容：

1、傾斜構(gòu)造煤層的一、向斜煤層造成環(huán)形運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式主井副井大巷12/2/202252一、向斜煤層造成環(huán)形運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式主井副井大巷12/1/20二、向斜構(gòu)造煤層造成階段斜長大小不一致L1L2

L2>L1輔助水平開采水平12/2/202253二、向斜構(gòu)造煤層造成階段斜長大小不一致L1L2L2>三、向斜構(gòu)造可使下山采區(qū)變?yōu)樯仙讲蓞^(qū)主斜井副斜井

上山上山12/2/202254三、向斜構(gòu)造可使下山采區(qū)變?yōu)樯仙讲蓞^(qū)主斜井副斜井上山上山1第三節(jié)向斜構(gòu)造區(qū)域采區(qū)

上、下山的布置方案一、采區(qū)上、下山布置在向斜構(gòu)造煤層的最大傾角處12/2/202255第三節(jié)向斜構(gòu)造區(qū)域采區(qū)

二、采區(qū)上山順向斜軸布置當(dāng)兩翼走向變化大或傾角變化大時(shí)，應(yīng)采用順軸向布置方式，以軸部分為兩翼，每翼似單斜開采12/2/202256二、采區(qū)上山順向斜軸布置當(dāng)兩翼走向變化大三、采區(qū)上、下山順向斜軸布置在煤層底板巖石中在傾斜或急傾斜煤層中，順煤層布置難以適應(yīng)運(yùn)輸提升軌道------α≯25°；膠帶輸送機(jī)----α≯17°在底部穿層布置四、順向斜軸開掘?qū)ｉT運(yùn)輸上山直接進(jìn)入軸部運(yùn)輸巷通過上山進(jìn)入軸部運(yùn)輸巷軸部運(yùn)輸巷軸部運(yùn)輸巷12/2/202257三、采區(qū)上、下山順向斜軸布置在煤層底板巖石中在傾斜或急五、采區(qū)上山或下山與向斜軸斜交布置12/2/202258五、采區(qū)上山或下山與向斜軸斜交布置12/1/202258六、采區(qū)上、下山布置在向斜的翼部12/2/202259六、采區(qū)上、下山布置在向斜的翼部12/1/202259七、采區(qū)上、下山順向斜區(qū)的斷層布置

12/2/202260七、采區(qū)上、下山順向斜區(qū)的斷層布置12/1/2022第四節(jié)向斜構(gòu)造煤層

回采工作面的布置一、回采工作面以向斜軸作為邊界線12/2/202261第四節(jié)向斜構(gòu)造煤層

二、根據(jù)煤層走向變化，調(diào)整工作面的布置1、推進(jìn)方向變化----旋轉(zhuǎn)開采2、線長變化----合二為一旋轉(zhuǎn)開采合二為一12/2/202262二、根據(jù)煤層走向變化，調(diào)整工作面的布置1、推進(jìn)方向變化---第五節(jié)小型向斜構(gòu)造的處理1、雙機(jī)接力或在軸部專設(shè)運(yùn)輸機(jī)道，以解決運(yùn)輸機(jī)跳鏈的問題：第一部輸送機(jī)第二部輸送機(jī)12/2/202263第五節(jié)小型向斜構(gòu)造的處理1、雙機(jī)接力或在軸部專2、順軸兩側(cè)布置工作面-100-20012/2/2022642、順軸兩側(cè)布置工作面-100-20012/1/2022第六節(jié)設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意

的幾個(gè)問題一、運(yùn)輸問題1）運(yùn)輸方式應(yīng)單一，減少轉(zhuǎn)折環(huán)節(jié)；采用旋轉(zhuǎn)開采，等2）順軸向布置運(yùn)輸巷道，以利于向斜兩翼的煤炭運(yùn)輸。二、通風(fēng)問題盡量采用向斜軸部進(jìn)風(fēng)，兩翼巷道回風(fēng)的方案或?qū)鞘酵L(fēng)。三、排水問題向斜軸是天然的集水線，應(yīng)當(dāng)將排水巷和水倉設(shè)在軸部，以利于排水。12/2/202265第六節(jié)設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意

四、測(cè)量問題1、已控制向斜軸時(shí)，可順軸掛線掘進(jìn)；2、未完全控制向斜構(gòu)造時(shí)，沿預(yù)計(jì)的向斜軸2~5°掛線掘進(jìn)，見軸后順軸掛線掘進(jìn)。2~5°ac

d向斜軸cdbaa—探軸巷道c---平巷b---重開探巷d---順軸巷道12/2/202266四、測(cè)量問題1、已控制向斜軸時(shí)，可順軸掛線掘進(jìn)；2~5°a五、地壓問題在軸部進(jìn)行開拓時(shí)，巷道承受較大集中壓力，應(yīng)采?。?、服務(wù)年限長時(shí)，應(yīng)將巷道布置在穩(wěn)定的巖石中；2、煤層傾角較小時(shí)，集中巷應(yīng)布置在向斜的翼部，離開軸部壓力集中區(qū)；3、減小巷道斷面，由雙軌改為單軌斷面；4、應(yīng)注意加強(qiáng)頂板支護(hù)。12/2/202267五、地壓問題在軸部進(jìn)行開拓時(shí)，巷道承受較大集中壓力，應(yīng)采六、瓦斯突出問題1、瓦斯突出為礦壓和煤層瓦斯綜合作用的結(jié)果，即礦壓大和瓦斯壓力大區(qū)域，正是構(gòu)造變化劇烈的區(qū)域；2、斷層帶就是瓦斯突出密集的地區(qū)，東北等地統(tǒng)計(jì)，90%突發(fā)在地質(zhì)構(gòu)造破壞區(qū)域；37.85%發(fā)生在斷層附近；西南等地統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)構(gòu)造帶瓦斯突出占95%；向斜軸部突出占60.6%。

采取措施:1）開采解放層；2）大直徑鉆孔、水力沖孔和震動(dòng)放炮以排放瓦斯；3）加強(qiáng)巷道支護(hù)。向斜區(qū)開采的問題歸納起來為三個(gè)問題:一是向斜區(qū)與整個(gè)礦井的開拓部署問題；二是向斜區(qū)兩翼煤層的開采方法；三是向斜軸部的開采問題。12/2/202268六、瓦斯突出問題1、瓦斯突出為礦壓和煤層瓦斯綜合作用的結(jié)第三章盆地構(gòu)造煤層開采方法

第一節(jié)盆地構(gòu)造的特點(diǎn)煤四周向中央傾斜，形成規(guī)則和不規(guī)則的盆狀結(jié)構(gòu)。盆地由中央到外，逐漸變化為老巖層。形狀多為圓形或橢圓形。-80-100–12012/2/202269第三章盆地構(gòu)造煤層開采方法

第二節(jié)盆地構(gòu)造煤層的開采方法1、橫切盆地開采方法------一分為二法主斜井副斜井適應(yīng)于礦井產(chǎn)量不大，斷層構(gòu)造不多，煤層傾角較大的地質(zhì)條件12/2/202270第二節(jié)盆地構(gòu)造煤層的開采方法1、橫切盆地開采方2、縱橫切割盆地開采方法有利于巷道掘進(jìn)和回采工作面的推進(jìn)，適應(yīng)于傾角較小情況下12/2/2022712、縱橫切割盆地開采方法有利于巷道掘進(jìn)和回采工作面的推進(jìn)，3、水平切割盆地法---采區(qū)上下山開拓法在盆地中央受地質(zhì)條件限制不能建立主水平時(shí)開采水平上山上山下山12/2/2022723、水平切割盆地法---采區(qū)上下山開拓法在盆地中央受地質(zhì)條4、四面輪子坡開拓方式將主水平建立在盆底，由盆底向四周開拓采區(qū)上山（輪子坡），該方法適用于大小盆地。全部為上山開拓，運(yùn)輸、通風(fēng)、排水均有利。12/2/2022734、四面輪子坡開拓方式將主水平建立在盆底，由盆底向四周第三節(jié)區(qū)段平巷布置方法1、只平不直的布置方式---沿等高線布置，易于排水和軌道運(yùn)輸，不利于運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，工作面長度變化較大。3‰~5‰的坡度布置工作面平巷2、直至不平----沿中線掘進(jìn)，工作面長度變化不大，尤其適用于綜采工作面，但起伏不平不利于排水和軌道運(yùn)輸。

以機(jī)頭為起點(diǎn)甩機(jī)尾以機(jī)尾為起點(diǎn)甩機(jī)頭12/2/202274第三節(jié)區(qū)段平巷布置方法1、只平不直的布第四節(jié)回采工作面長度變化的

影響分析1、煤層巷道布置方式影響1）只平不直（按腰線掘進(jìn))L2=L1sinα1/sinα2L2L2L1α1α2α2L2----隨煤層傾角變化的工作面長度，m；L1----工作面在煤層傾角α1

時(shí)的起始長度，m；α1

、α2----工作面起始角和回采過程中變化的煤層傾角。H(高差）L2sinα2=L1sinα112/2/202275第四節(jié)回采工作面長度變化的

2）只直不平----沿中線掘進(jìn)L1L2?L2?α1α2L2?----工作面隨煤層變化的長度，m.L2?=L1cosα1/cosα2D12/2/2022762）只直不平----沿中線掘進(jìn)L1L2?L2?α1α2L2?當(dāng)煤層傾角變化范圍為10~30o時(shí),采用只直不平的方

式工作面長度變化較小；30~50o時(shí)，兩種布置方式工作面

長度的變化絕對(duì)值相同；對(duì)綜采工作面來講，工作面的

變化長度最好控制在5m之內(nèi)，最大在10m之內(nèi)。煤層傾角變化影響（每百米的變化率）為：ΔL2=100(sinα1/sinα2-1)ΔL2'=100(cosα1/cosα2-1)α1>α2時(shí)，ΔL2'為負(fù)值，即工作面長度縮短。α1<α2時(shí)，ΔL2為負(fù)值，即工作面長度縮短。12/2/202277當(dāng)煤層傾角變化范圍為10~30o時(shí),采用只3、采用只直不平時(shí)，底板傾角的影響α1α2H1H2ΔHL2L1L2-L1=L2sinα2-

L1

sinα1L1=100m時(shí)，L2=100

cosα1

/cosα2（D=100

cosα1=L2cosα2)

ΔH=100(cosα1sinα2/cosα2-sinα1)巷道傾角ββ=sinˉ1ΔH/Sn,

sn為每一折線長度在高差ΔH范圍內(nèi)的巷道長度，m。ΔHSnΔH12/2/2022783、采用只直不平時(shí)，底板傾角的影響α1α2H1H2ΔHL2第五節(jié)盆地開拓的幾個(gè)問題

1、盆地開拓方法主要取決于主水平的位置1）主水平設(shè)置在盆地邊緣處，則采用下山開采；2）主水平設(shè)置在盆地中間時(shí)，則采用上、下山布置；3)主水平設(shè)置在盆地底部時(shí)，則采用上山布置。

2、井筒位置

1）位于盆地央優(yōu)點(diǎn)是上山采區(qū)運(yùn)輸排水簡單，缺點(diǎn)是井筒工程量大，準(zhǔn)備時(shí)間長，煤柱量大；2）位于盆地一側(cè)與第一種正好相反；3）位于煤層底板（斜井開拓）優(yōu)點(diǎn)與第一種相同，且不留井筒煤柱。缺點(diǎn)是工程量大，石門工程量大。3、支護(hù)問題

盆地壓力集中，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，或?qū)⑾锏啦贾迷诘装鍘r石中，或采用由下向上開采的上行開采方式。

12/2/202279第五節(jié)盆地開拓的幾個(gè)問題1、盆地開拓方法主第四章其他構(gòu)造煤層的開采方法

第一節(jié)背斜和穹隆構(gòu)造煤層的開拓方法背斜是與向斜方向相反的一種地質(zhì)構(gòu)造，穹隆是與盆地構(gòu)造相反的地質(zhì)構(gòu)造。+100+50+012/2/202280第四章其他構(gòu)造煤層的開采方法第一節(jié)背斜和一、背斜構(gòu)造的處理方法

1、以背斜軸作為劃分采區(qū)的依據(jù)；2、順背斜軸開掘上下山，以背斜兩翼構(gòu)成一個(gè)雙翼采區(qū)；3、采區(qū)的局部背斜構(gòu)造可作為劃分區(qū)段的依據(jù)；4、順背斜軸定向問題與向斜軸定向相同。12/2/202281一、背斜構(gòu)造的處理方法12/1/202281二、穹隆構(gòu)造處理方式風(fēng)井設(shè)在頂部采用上行通風(fēng)，水平大巷布置在穹隆構(gòu)造的底部，采用上山開采。風(fēng)井主井副井上山12/2/202282二、穹隆構(gòu)造處理方式風(fēng)井設(shè)在頂部采用上行通風(fēng)第二節(jié)遭受火成巖破壞

煤層的開采方法火成巖侵入對(duì)煤層破壞極大，形成斷失、變薄、變厚（煤包）、變成天然焦等，且規(guī)律不易掌握，給巷道布置帶了一定的困難。山東臨沂、淄博、兗州等地都有火成巖侵入的現(xiàn)象。串珠狀變厚區(qū)變薄區(qū)尖滅區(qū)12/2/202283第二節(jié)遭受火成巖破壞

火成巖侵入煤層開采的首要問題是找煤問題1、巷探法；2、物探法；3、鉆探法；4、巷道素描，通過實(shí)際揭露的巖石素描來從宏觀上預(yù)測(cè)煤層的賦存狀況。巖墻煤層預(yù)測(cè)煤層12/2/202284火成巖侵入煤層開采的首要問題是找煤問題巖墻煤層預(yù)測(cè)煤火成巖侵入?yún)^(qū)回采工作面的處理方法1、超前掘進(jìn)----把火成巖放炮處理，頂與煤層頂板高度一致，底比工作面底板低100~200mm,以防止采煤機(jī)割底板。2、躲開火成巖區(qū)---運(yùn)輸?shù)理樆鸪蓭r布置運(yùn)輸?shù)阑鸪蓭r火成巖12/2/202285火成巖侵入?yún)^(qū)回采工作面的處理方法1、超前掘進(jìn)---

淄博部分礦認(rèn)為:

對(duì)于與工作面斜交小于35度的火成巖帶應(yīng)采取超前掘

進(jìn)通過；

對(duì)于傾角大于35度的應(yīng)采取事先布置巷道躲開為好。

12/2/202286淄博部分礦認(rèn)為:

對(duì)于與工作面斜交小

第三節(jié)回采工作面遇陷落柱的

技術(shù)措施

新汶、萊蕪礦區(qū)到不同程度的遇到過陷落柱，一是帶來開采的困難，二是受到水的威脅。范各莊礦2171工作面1984年6月2日10時(shí)20分發(fā)生突水事故，21小時(shí)5分鐘將整個(gè)礦井淹沒，最后波及開灤東部5個(gè)礦被淹。應(yīng)采用鉆探和物探的方式控制陷落柱的范圍鉆探探巷鉆探12/2/202287

第三節(jié)回采工作面遇陷落柱的

穿過陷落柱的技術(shù)措施1、在頂梁上掛網(wǎng)加強(qiáng)支護(hù)（雙層網(wǎng)）；2、超前支護(hù)法；3、縮小采高法---保持支架的穩(wěn)定性和少出矸石；4、為了防止松軟底板支架扎底，應(yīng)在頂梁下設(shè)一支柱，抬起支架底座后在底座下部墊木或矸石后再前移支架。5、工作面松軟扎底時(shí)，用頂梁吊起輸送機(jī)前移。1m留1m的臺(tái)階，上部超前支護(hù)12/2/202288穿過陷落柱的技術(shù)措施1、在頂梁上掛網(wǎng)加強(qiáng)支護(hù)（雙層網(wǎng)遇陷落柱突水的措施：1、強(qiáng)排通過；2、注漿封堵（穿裙戴帽）；3、構(gòu)筑結(jié)構(gòu)物封堵。巷道注漿層穿裙戴帽穿裙戴帽12/2/202289遇陷落柱突水的措施：1、強(qiáng)排通過；巷道注漿層穿裙戴帽第四節(jié)煤與瓦斯突出礦井巷

道布置方法80%~95%發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力區(qū)；25%~50%發(fā)生在采掘及煤柱應(yīng)力區(qū)。一、開采解放層的布置方式和采掘的關(guān)系的特點(diǎn)解放層超前被解放層開采，這一超前關(guān)系必須滿足煤層開采的兩個(gè)條件：1、確保被解放層采掘安全解放層工作面應(yīng)超前被解放層的掘進(jìn)工作面，L>2M,≮30m,L為安全錯(cuò)距，M為層間距；T>3~4或4~6個(gè)月，T為安全時(shí)間錯(cuò)距。12/2/202290第四節(jié)煤與瓦斯突出礦井巷

2、在開拓與開采布置上，安“三區(qū)成套”、“四區(qū)超前”安

排開采關(guān)系和采掘關(guān)系三區(qū)成套是對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)而言，指：開拓區(qū)；解放層的準(zhǔn)備回采區(qū)；被解放層的準(zhǔn)備回采區(qū)。四區(qū)超前是對(duì)生產(chǎn)的具體安排而言，即：解放層的開拓超前被解放層的準(zhǔn)備；解放層的準(zhǔn)備超前被解放層的回采；解放層的回采超前被解放層的準(zhǔn)備；被解放層的準(zhǔn)備（掘進(jìn)）超前被解放層的回采。12/2/2022912、在開拓與開采布置上，安“三區(qū)成套”、“四區(qū)超前”安

二、礦井水平接替的特點(diǎn)1、上下水平同采時(shí)間長，水平均衡生產(chǎn)時(shí)間短一般解放層約3~5年轉(zhuǎn)入新水平開采才能保證礦井正常的水平接續(xù)，加上延深工程需3年左右，造成水平延深頻繁。2、加大水平垂高，增設(shè)中間輔助水平，以利于解放層的準(zhǔn)備、開采和瓦斯抽放，同時(shí)還便于人員撤離。12/2/202292二、礦井水平接替的特點(diǎn)1、上下水平同采時(shí)間長，水平均三、采區(qū)巷道布置特點(diǎn)1、解放層開采時(shí)不劃分采區(qū)，不留或少留煤柱，跨上山連續(xù)開采，減少采掘和煤柱應(yīng)力集中對(duì)突出煤層采掘作業(yè)的安全威脅；2、采區(qū)劃分采區(qū)段數(shù)目盡量減少，急傾斜不超過2段，緩傾斜不超過3段；3、采掘作業(yè)適當(dāng)分散，減少事故的波及范圍；4、盡可能的利用共用巷道抽放瓦斯；5、建立尾巷通風(fēng)系統(tǒng)，采用Y、Z型等通風(fēng)方式。12/2/202293三、采區(qū)巷道布置特點(diǎn)1、解放層開采時(shí)不第五節(jié)裂隙發(fā)育的處理方式1、調(diào)面處理方式；2、垂直節(jié)理打木錨桿方式。>35o25m12/2/202294第五節(jié)裂隙發(fā)育的處理方式1、調(diào)面處理方式；>3第五章不穩(wěn)定煤層的開采方法

第一節(jié)不穩(wěn)定煤層的分類

不穩(wěn)定煤層是指其賦存條件在井田或采區(qū)范圍內(nèi)變化很大、且無明顯規(guī)律一致影響正常開采的煤層。主要是指厚度、傾角以及地質(zhì)構(gòu)造變化大的煤層。12/2/202295第五章不穩(wěn)定煤層的開采方法12/1/2022951、煤層結(jié)構(gòu)的變化煤層結(jié)構(gòu)主要指含矸石和夾矸的多少，分為簡單、較簡單、復(fù)雜和較復(fù)雜四類：簡單是指含矸率0%~10%時(shí)；較簡單是指含矸率10%~20%時(shí)；結(jié)構(gòu)復(fù)雜是指含矸率20%~40%時(shí)；結(jié)構(gòu)極復(fù)雜煤層是指含矸率>40%的煤層。該煤層失去開采價(jià)值。12/2/2022961、煤層結(jié)構(gòu)的變化煤層結(jié)構(gòu)主要指含矸石和夾矸的多少，分為簡單2、煤層厚度的變化

衡量煤層厚度的變化的指標(biāo)是用煤層厚度變異系數(shù)Cv來表示,%。Cv=S/X·100%式中Cv----變異系數(shù)，%；S-----標(biāo)準(zhǔn)離差；X-----樣本均值。穩(wěn)定煤層：Cv<20%~30%；較穩(wěn)定煤層：Cv<20%~50%，個(gè)別的到90%(江西各煤田）；不穩(wěn)定煤層：Cv>50%；極不穩(wěn)定煤層：未定。

12/2/2022972、煤層厚度的變化衡量煤層厚度的變化的3、煤層的可采系數(shù)一般指煤層厚度小于1.3m以下的薄煤層和極薄煤層。煤層的可采程度可用可采系數(shù)K表示

K=n/N·100%式中n----全部見煤點(diǎn)；N----合乎開采厚度的點(diǎn)數(shù)。穩(wěn)定：K=90%~100%；較穩(wěn)定：K=75%~90%，淮南>93%；不穩(wěn)定：K=50%~90%，淮南達(dá)93%；極不穩(wěn)定煤層：淮南<85%,福建<40%12/2/2022983、煤層的可采系數(shù)一般指煤層厚度小于1.3第二節(jié)不穩(wěn)地煤層開拓開采一、上行短壁開采每隔30~40m布置一個(gè)小階段；從邊界每隔20~30m劃分一個(gè)條帶；由下向上回采，即從夏順槽向上順槽回采。1-運(yùn)輸石門2-回風(fēng)石門3-上順槽4—下順槽5—切眼6-回風(fēng)眼7-溜煤眼8-工作面9-第一帶10第二帶30~40m20m20m20m12/2/202299第二節(jié)不穩(wěn)地煤層開拓開采一、上行短壁開適應(yīng)于傾角為45o~90o、厚度為0.8m~4m\頂板較好、煤質(zhì)較堅(jiān)硬時(shí)。

二、刀柱采煤系統(tǒng)15~20m15~20m15~20m70~100m分區(qū)上山3~5m小煤柱區(qū)段煤柱上區(qū)段平巷適應(yīng)于傾角30o~50o，厚度2.4m以上，較堅(jiān)硬的頂板12/2/2022100適應(yīng)于傾角為45o~90o、厚度為0.8m~4m\頂板較好、三、長孔爆破采煤法運(yùn)輸平巷回風(fēng)平巷溜煤眼適應(yīng)于急傾斜煤層斜坡10~15m預(yù)壓藥炮孔12/2/2022101三、長孔爆破采煤法運(yùn)輸平巷回風(fēng)平巷溜煤眼適應(yīng)于急傾斜煤層斜坡回風(fēng)大巷20~30m15~25m運(yùn)輸大巷20~30m超前巷上山眼中間巷空炮眼預(yù)壓炮孔溜煤眼15o12/2/2022102回風(fēng)大巷20~30m15~25m運(yùn)輸大巷20~30m超前巷上四、斜坡采煤系統(tǒng)(一)薄及中厚煤層下行斜坡采煤法采區(qū)主要參數(shù)：走向長1500m；傾向長190m；階段垂高165m；分三個(gè)區(qū)段進(jìn)行，區(qū)段垂高65m、55m、和45m。在底板巖石中掘區(qū)段運(yùn)輸和區(qū)段回風(fēng)平巷；在區(qū)段運(yùn)輸平巷中，每隔30~50m，宜27°~30°的坡度開掘巖石斜巷與煤層貫通。當(dāng)這些斜巷掘到一定的高度時(shí)，可以同樣的角度和相反的方向繼續(xù)掘進(jìn)斜坡（反斜坡）；把煤層切割成不規(guī)則的菱形狀，在這些菱形狀里布置回采斜坡進(jìn)行回采；這些斜坡有些起主斜坡作用，有些則隨回采而報(bào)廢；工作面的通風(fēng)主要是靠局部扇風(fēng)機(jī)來完成。12/2/2022103四、斜坡采煤系統(tǒng)(一)薄及中厚煤層下行斜坡采煤法12/130~50m45m1-底板運(yùn)輸平巷；2-底板通風(fēng)平巷3-巖石斜巷4-巖石斜巷5-主斜坡6-反斜坡12/2/202210430~50m45m1-底板運(yùn)輸平巷；2-底板通風(fēng)平巷3-巖石下行斜坡采煤法采煤工作面布置3.5m0.7m27°~30°鳳筒巷道支柱4m60

°0.5~0.8m每次回收4~5m12/2/2022105下行斜坡采煤法采煤工作面布置3.5m0.7m27°~30°鳳二、上行斜坡采煤系統(tǒng)1-水平運(yùn)輸大巷2-采區(qū)石門3-輔助石門回風(fēng)石門中間運(yùn)輸巷中間石門主斜坡副斜坡回風(fēng)巷回采斜坡主斜坡12/2/2022106二、上行斜坡采煤系統(tǒng)1-水平運(yùn)輸大巷2-采區(qū)石門3-輔助石門上行斜坡采煤工作面布置回采斜坡長度小于60m、傾角為25°~28°,其下口與主斜坡道連通，其上口與主斜坡道或回風(fēng)大巷連通。斜坡間的回采順序?yàn)樽陨隙?，斜坡?nèi)則為偽斜向上回采?；夭尚逼碌老锏乐е?.5~4.0m0.8m25°~28°12/2/2022107上行斜坡采煤工作面布置回采斜坡長度小于斜坡采煤方法的評(píng)價(jià)及其使用條件主要優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)；可利用斜坡進(jìn)行自溜；采區(qū)準(zhǔn)備時(shí)間短；采煤工作面產(chǎn)量大，接替靈活；工序簡單，操作方便。主要缺點(diǎn)：回采率低；通風(fēng)條件差；煤質(zhì)不好；勞動(dòng)強(qiáng)度大；掘進(jìn)速度慢，坑木消耗量大，等。一般適用于傾角大于45°、頂板堅(jiān)硬穩(wěn)定、瓦斯含量低、無自燃發(fā)火、厚度變化不大的煤層和結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以使用正常采煤方法的煤層。12/2/2022108斜坡采煤方法的評(píng)價(jià)及其使用條件主要優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜煤層開采斷裂構(gòu)造煤層開采向斜構(gòu)造煤層開采盆地構(gòu)造煤層開采其他構(gòu)造煤層開采不穩(wěn)定煤層開采12/2/2022109構(gòu)造復(fù)雜煤層開采斷裂構(gòu)造煤層開采12/1/20221構(gòu)造復(fù)雜煤層是指斷裂構(gòu)造多，褶曲構(gòu)造多的煤層

兗州煤田、濟(jì)寧煤田、神東煤田構(gòu)造相對(duì)簡單；龍口、棗莊煤田較簡單；新汶煤田的南部較簡單，但北部相對(duì)較復(fù)雜；寧陽煤田構(gòu)造復(fù)雜；臨沂煤田是火成巖侵蝕的重災(zāi)區(qū)。掌握和了解構(gòu)造復(fù)雜煤層的開拓、開采技術(shù)是采礦工程師應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。12/2/2022110構(gòu)造復(fù)雜煤層是指斷裂構(gòu)造多，褶曲構(gòu)造多的煤層1

第一章斷裂構(gòu)造煤層

的開采方法

12/2/2022111

第一章斷裂構(gòu)造煤層

第一節(jié)斷裂構(gòu)造煤層的特點(diǎn)及

其研究的主要內(nèi)容斷裂構(gòu)造影響造成的頂板事故占60%以上；斷裂構(gòu)造影響造成的突水事故占80%以上。肥城國家莊煤礦、大汶口石膏礦斷裂構(gòu)造破壞其完整形，為冒落和充水創(chuàng)造條件，給礦井生產(chǎn)帶來困難。12/2/2022112第一節(jié)斷裂構(gòu)造煤層的特點(diǎn)及

其主要研究內(nèi)容1、斷層對(duì)采區(qū)和水平劃分帶來的影響；2、主要巷道與斷層的相互位置關(guān)系；3、斷塊之間的聯(lián)系方式（形式和數(shù)量)；4、掘進(jìn)和回采過斷層的技術(shù)措施；5、各塊段生產(chǎn)系統(tǒng)之間的相互協(xié)調(diào)關(guān)系12/2/2022113主要研究內(nèi)容1、斷層對(duì)采區(qū)和水平劃分帶來的影響；第二節(jié)開拓部署中斷層的處理

1、以斷層劃分井田是礦井開拓部署的重要關(guān)鍵（1）大型礦井將落差大淤100m斷層作為井田邊界；（2）小型礦井將落差大淤50m斷層作為井田邊界。其目的是減少井田邊界煤柱

2、斷層對(duì)水平劃分與位置的確定影響較大（1）圖1-1為單水平開拓部署的處理方案

12/2/2022114第二節(jié)開拓部署中斷層的處理1、以斷層劃分井田是礦按斜長可能劃分2-3個(gè)區(qū)段，但斷層影響可作為單水平處理（2）利用水平位置的變動(dòng)解決斷層兩翼煤層的開采12/2/2022115按斜長可能劃分2-3個(gè)區(qū)段，12/1/20227（3）利用斜巷解決個(gè)別煤層上、下階段斜長不一致的問題12/2/2022116（3）利用斜巷解決個(gè)別煤層上、下階段斜長不一致的問題

（4）利用暗井開采開采水平以下被斷層切割的煤層技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理開采水平延深水平12/2/2022117延深水平12/1/20229

（5）

因地制宜穿層布置大巷在煤層群開采中是可行的

大巷二層

四層四層十一層二層二層四層12/2/2022118（5）因地制宜穿層布置大巷在煤層群開采中是可行的（6）利用采區(qū)石門、溜煤眼和斜巷開拓受斷裂構(gòu)造影響的緩傾斜

煤層開采較為有利

石門溜煤眼斜溜煤眼12/2/2022119（6）利用采區(qū)石門、溜煤眼和斜巷開拓受斷裂構(gòu)造影響的緩傾斜

（7）利用斷層作為劃分開采水平的依據(jù)H=20mh=80mH=20mH=20m-420m-375m-225m-65m12/2/2022120（7）利用斷層作為劃分開采水平的依據(jù)H=2(8）利用輔助水平解決部分被走向斷層切割的塊段開采輔助水平大巷開采水平大巷工作面

工作面上山上山12/2/2022121(8）利用輔助水平解決部分被走向斷層切割的塊段開采3、上山的布置應(yīng)與過斷層的石門工程兩相比較確定斷層落差大于20m時(shí)可作為采區(qū)的邊界，落差為10-15m時(shí)采區(qū)可直接穿過12/2/20221223、上山的布置應(yīng)與過斷層的石門工程兩相比較確定斷層落12/2/202212312/1/2022154、根據(jù)斷層的產(chǎn)狀改變開采體系可取得很好的技術(shù)經(jīng)

濟(jì)效益（1）遇傾斜斷層時(shí)可將走向長壁改為傾斜長壁或偽傾斜長壁開采12/2/20221244、根據(jù)斷層的產(chǎn)狀改變開采體系可取得很好的技術(shù)經(jīng)

前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)，1966—1970年377個(gè)工作面（36.2%)

重新進(jìn)行了開切和準(zhǔn)備，調(diào)整后既增加了工作面推進(jìn)長

度，又大大減少了費(fèi)用（年平均減少110-130萬盧布）

（2）采用房柱式開采回收斷層破壞區(qū)的煤炭資源根據(jù)海濱礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為破壞系數(shù)小于250m/每百平方米、斷層落差小于每層厚度的0.6-0.7倍時(shí)，可使用長壁開采，否則使用房柱式開采是合適的。12/2/2022125前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)，1966—1970年377個(gè)第三節(jié)采區(qū)內(nèi)巷道布置方案1、塊段走向長度較短時(shí)，可采用順斷層布置上山單翼開采，以減少煤炭損失量及兩翼開采的困難。注：工作面推進(jìn)方向與斷層面逆向?yàn)榧眩蛞壮鏊还ぷ髅嫫叫袛鄬右壮鏊?，宜斜角布置?2/2/2022126第三節(jié)采區(qū)內(nèi)巷道布置方案1、塊段2、上山穿過斜交斷層布置，使斷層煤柱與護(hù)巷煤柱合

二為一12/2/20221272、上山穿過斜交斷層布置，使斷層煤柱與護(hù)巷煤柱合

3、上山順傾斜斷層布置，利用中部車場

石門聯(lián)系兩翼平巷上山12/2/20221283、上山順傾斜斷層布置，利用中部車場

石門4、緩傾斜煤層遇逆斷層時(shí)（h小於10m),運(yùn)輸上山布置在下

盤，軌道上山布置在上盤臥底掘進(jìn)，利用溜煤眼和石

門分別聯(lián)系兩翼平巷。煤層煤層溜煤眼軌道上山運(yùn)輸上山12/2/20221294、緩傾斜煤層遇逆斷層時(shí)（h小於10m),運(yùn)輸上山布置在下

5、采區(qū)內(nèi)有走向斷層〔h=2m）時(shí),可以斷層作為劃分區(qū)

段的依據(jù)。上下區(qū)段同采時(shí)，可同步或保持一定的

錯(cuò)距。12/2/20221305、采區(qū)內(nèi)有走向斷層〔h=2m）時(shí),可以斷層作為劃分區(qū)

6、遇斜交斷層時(shí)，可在斜長較大區(qū)域采用雙工作面布置，

過斷層后采用單工作面布置。12/2/20221316、遇斜交斷層時(shí)，可在斜長較大區(qū)域采用雙工作面布置，

7、傾斜長度較大的局部塊段可采用仰斜開采（傾角小

於10度）區(qū)段上平巷區(qū)段下平巷仰斜工作面12/2/20221327、傾斜長度較大的局部塊段可采用仰斜開采（傾角小

8、按斷層的分布形態(tài)確定工作面布置方案

（1）平行構(gòu)造帶呈折線布置，上下順槽均留出5-15m的

煤柱，作為斷層擺動(dòng)誤差的調(diào)節(jié)余地。5-15m煤柱斷層

斷層5-15m煤柱12/2/20221338、按斷層的分布形態(tài)確定工作面布置方案

（1）平行構(gòu)造帶呈（2）構(gòu)造帶呈尖角狀時(shí)可采用分段臺(tái)階布置，也可采

微調(diào)面布置（每次增加2-3架支架，不斷的補(bǔ)充，可

減少一次更換時(shí)間太長的問題）。12/2/2022134（2）構(gòu)造帶呈尖角狀時(shí)可采用分段臺(tái)階布置，也可采

(3)構(gòu)造呈非平行折線型時(shí)，材料道以折線順斷層布置，

運(yùn)輸?shù)啦捎弥本€定向掘進(jìn)。12/2/2022135(3)構(gòu)造呈非平行折線型時(shí)，材料道以折線順斷層布置，

第四節(jié)掘進(jìn)巷道時(shí)斷層處理1、h<10m時(shí)可采用轉(zhuǎn)上、轉(zhuǎn)下掘進(jìn)，既穿頂、穿底掘進(jìn)，待找到煤層時(shí)再正常掘進(jìn)。穿頂掘進(jìn)穿底掘進(jìn)12/2/2022136第四節(jié)掘進(jìn)巷道時(shí)斷層處理1、h<12、當(dāng)h>10m時(shí)，應(yīng)采用計(jì)算和作圖法

求出石門的方向和長度No.124No.224-200-20012/2/20221372、當(dāng)h>10m時(shí)，應(yīng)采用計(jì)算和作圖法

求出3、當(dāng)h<1.0m時(shí)，且錯(cuò)動(dòng)頻繁不宜采用轉(zhuǎn)上或轉(zhuǎn)下的方式

時(shí)，可采用直線掘進(jìn)4、遇地壘或地塹時(shí)，可采用直線掘進(jìn)12/2/20221383、當(dāng)h<1.0m時(shí)，且錯(cuò)動(dòng)頻繁不宜采用轉(zhuǎn)上或轉(zhuǎn)下的方式

5、開拓掘進(jìn)上山時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制走向斷層，

以便為區(qū)段平巷布置提供依據(jù)實(shí)際揭露斷層實(shí)際揭露斷層預(yù)測(cè)斷層12/2/20221395、開拓掘進(jìn)上山時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制走向斷層，

以6、可在預(yù)測(cè)斷層位置處，保持5-10m煤柱掘進(jìn)，每隔

20-30m垂直斷層掘小巷（或打鉆），以探明斷層的位置注意：若斷層導(dǎo)水應(yīng)嚴(yán)格控制探巷和探孔打鉆掘巷12/2/20221406、可在預(yù)測(cè)斷層位置處，保持5-10m煤柱掘進(jìn)，每隔

7、若巷道掘進(jìn)遇到斷層時(shí)可采用挑頂和臥底的方式或

挑頂與臥底相結(jié)合的方式挑頂處理臥底處理12/2/20221417、若巷道掘進(jìn)遇到斷層時(shí)可采用挑頂和臥底的方式或

8、上山或下山掘進(jìn)時(shí)，遇落差較大的斷層時(shí)可采用平

巷過渡聯(lián)結(jié)方式正斷層逆斷層上山或下山上山或下山12/2/20221428、上山或下山掘進(jìn)時(shí)，遇落差較大的斷層時(shí)可采用平

9、為保持主要下山或上山的一致性，

可采用穿層掘進(jìn)的方式把上、下部水平位置確定后，然后去確定角度，以滿足不同的運(yùn)輸方式12/2/20221439、為保持主要下山或上山的一致性，

可采用注意：

（1）上下山過斷層后，盡量不要布置在煤層的上方，

以減少煤柱尺寸；（2）上（下）山過斷層后，傾角不要變化太大，最好控制在8度之內(nèi)，曲率半徑大于9-12m；（3）過斷層時(shí)巖石比較破碎，應(yīng)采用淺炮孔，少裝藥的爆破方式；（4）巷道傾角變化處應(yīng)安設(shè)托滾和地滾；（5）在斷層處應(yīng)加強(qiáng)密集支護(hù)或打抬棚，應(yīng)積極推廣錨桿支護(hù)；（6）遇含水?dāng)鄬訒r(shí)，頂板破碎且淋水較大時(shí)，可采取木垛支護(hù)，防止冒頂引起更大的水流出。（7）進(jìn)風(fēng)道遇地質(zhì)破碎帶時(shí)，且裂縫中有瓦斯噴出時(shí)，12/2/2022144注意：

（1）上下山過斷層后，盡量不要布置在煤層的采取如下措施：設(shè)專門排放瓦斯管道砌旋封閉安設(shè)排放瓦斯管（孔）安設(shè)排放瓦斯管（孔）設(shè)吹風(fēng)管設(shè)擋風(fēng)管12/2/2022145采取如下措施：設(shè)專門排放瓦斯管道砌旋封閉安設(shè)排放瓦斯管（孔）第五節(jié)工作面中過斷層的處理

1、走向斷層的處理措施（1）底板取平法-----h<0.5m或小於1/2煤層厚度時(shí)；（2）起底挑頂法-----h>0.5m、小于煤層厚度時(shí)；（3）預(yù)開機(jī)窩法預(yù)開機(jī)窩12/2/2022146第五節(jié)工作面中過斷層的處理1、走向斷層的處(4)增開中間巷法聯(lián)絡(luò)平巷直接掘出超前掘進(jìn)超前掘進(jìn)10-20m12/2/2022147(4)增開中間巷法聯(lián)絡(luò)平巷直接掘出超前掘進(jìn)超前掘進(jìn)12、傾斜斷層處理法

（1）偽斜工作面法

工作面與斷層面成較大的傾角（一般為60-80度），以防出現(xiàn)切工作面的危險(xiǎn)，也便于流水。12/2/20221482、傾斜斷層處理法

（1）偽斜工作面法工作面與斷層面（2）穿硐重開切眼法停采線新開切眼10m12/2/2022149（2）穿硐重開切眼法停采線新開切眼10m12/1/20224(3)重開切眼法----h>0.5m,或>1/2煤層厚度重開切眼2-10m12/2/2022150(3)重開切眼法----h>0.5m,或>1/2煤層厚度重開3、斜交斷層的處理方法（1）工作面逐漸縮面法-------工作面縮至10-20m時(shí)停止工作面推進(jìn)，剩余部分作為煤柱留設(shè)。10—20m煤柱12/2/20221513、斜交斷層的處理方法（1）工作面逐漸縮面法-------工（2）工作面微調(diào)法

12345應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)上部逐漸前移過斷層后重開切眼下部逐漸前移12/2/2022152（2）工作面微調(diào)法12345應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)上部逐漸前移

p=(b-R)/(L)m式中p----每根支柱的錯(cuò)距，m;b----截深，m；R----調(diào)面距離，m；L----工作面長度，m；m----支柱間距，m。L

m

b

Rp12/2/2022153LmbR（3）預(yù)開探巷探明斷層，并以探巷作為工作面新開切眼探巷探巷預(yù)測(cè)斷層實(shí)際揭露斷層實(shí)際揭露斷層12/2/2022154（3）預(yù)開探巷探明斷層，并以探巷作為工作面新開切眼探巷探巷預(yù)過斷層的支護(hù)措施：a、調(diào)整工作面與斷層斜交，易于維護(hù)；b、采用密集支護(hù)，以防破碎頂板冒落；c、淺眼少裝藥爆破；d、機(jī)采工作面在斷層頂板破碎處，預(yù)開機(jī)窩，背嚴(yán)頂板。12/2/2022155過斷層的支護(hù)措施：a、調(diào)整工作面與斷層斜交，易于維護(hù)；12第六節(jié)

綜采工作面中過斷層的處理一、斷層參數(shù)及其影響斷層落差（h）當(dāng)h/m=0.8時(shí)工作面產(chǎn)量將下降40%~80%。斷層的影響范圍（H)H=6√hh=1~1.5m時(shí)，產(chǎn)量下降8%；h=0.5~1.0m時(shí)，產(chǎn)量下降4%。斷層與工作面的夾角（α）0~30o產(chǎn)量急劇下降；角度繼續(xù)加大產(chǎn)量下降平緩。圍巖中等穩(wěn)定時(shí)，α應(yīng)為20~30o;不穩(wěn)定時(shí)α應(yīng)為30~45o。當(dāng)工作面與斷層的夾角為12/2/2022156第六90~70o時(shí)，產(chǎn)量下降0~0.5%；70~46o時(shí)，產(chǎn)量下降0.5~2%;45~21o時(shí),產(chǎn)量下降2~5%;20~0o時(shí)，產(chǎn)量下降5~8.4%。

12/2/202215790~70o時(shí)，產(chǎn)量下降0~0.5%；第二章向斜構(gòu)造煤層的開采方法

第一節(jié)向斜構(gòu)造煤層的特點(diǎn)

煤層形態(tài)上看呈U字型，從巖層位置上看，在向斜中央部分沉積的是新巖石。-100-200-300-100-200-300strike

dip向斜背斜12/2/2022158第二章向斜構(gòu)造煤層的開采方法第一節(jié)向斜本章主要介紹內(nèi)容：

1、傾斜構(gòu)造煤層的巷道布置；

2、開拓開采方法；

3、向斜構(gòu)造的處理方法和設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意問題第二節(jié)向斜構(gòu)造煤層的開拓方式12/2/2022159本章主要介紹內(nèi)容：

1、傾斜構(gòu)造煤層的一、向斜煤層造成環(huán)形運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式主井副井大巷12/2/2022160一、向斜煤層造成環(huán)形運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式主井副井大巷12/1/20二、向斜構(gòu)造煤層造成階段斜長大小不一致L1L2

L2>L1輔助水平開采水平12/2/2022161二、向斜構(gòu)造煤層造成階段斜長大小不一致L1L2L2>三、向斜構(gòu)造可使下山采區(qū)變?yōu)樯仙讲蓞^(qū)主斜井副斜井

上山上山12/2/2022162三、向斜構(gòu)造可使下山采區(qū)變?yōu)樯仙讲蓞^(qū)主斜井副斜井上山上山1第三節(jié)向斜構(gòu)造區(qū)域采區(qū)

上、下山的布置方案一、采區(qū)上、下山布置在向斜構(gòu)造煤層的最大傾角處12/2/2022163第三節(jié)向斜構(gòu)造區(qū)域采區(qū)

二、采區(qū)上山順向斜軸布置當(dāng)兩翼走向變化大或傾角變化大時(shí)，應(yīng)采用順軸向布置方式，以軸部分為兩翼，每翼似單斜開采12/2/2022164二、采區(qū)上山順向斜軸布置當(dāng)兩翼走向變化大三、采區(qū)上、下山順向斜軸布置在煤層底板巖石中在傾斜或急傾斜煤層中，順煤層布置難以適應(yīng)運(yùn)輸提升軌道------α≯25°；膠帶輸送機(jī)----α≯17°在底部穿層布置四、順向斜軸開掘?qū)ｉT運(yùn)輸上山直接進(jìn)入軸部運(yùn)輸巷通過上山進(jìn)入軸部運(yùn)輸巷軸部運(yùn)輸巷軸部運(yùn)輸巷12/2/2022165三、采區(qū)上、下山順向斜軸布置在煤層底板巖石中在傾斜或急五、采區(qū)上山或下山與向斜軸斜交布置12/2/2022166五、采區(qū)上山或下山與向斜軸斜交布置12/1/202258六、采區(qū)上、下山布置在向斜的翼部12/2/2022167六、采區(qū)上、下山布置在向斜的翼部12/1/202259七、采區(qū)上、下山順向斜區(qū)的斷層布置

12/2/2022168七、采區(qū)上、下山順向斜區(qū)的斷層布置12/1/2022第四節(jié)向斜構(gòu)造煤層

回采工作面的布置一、回采工作面以向斜軸作為邊界線12/2/2022169第四節(jié)向斜構(gòu)造煤層

二、根據(jù)煤層走向變化，調(diào)整工作面的布置1、推進(jìn)方向變化----旋轉(zhuǎn)開采2、線長變化----合二為一旋轉(zhuǎn)開采合二為一12/2/2022170二、根據(jù)煤層走向變化，調(diào)整工作面的布置1、推進(jìn)方向變化---第五節(jié)小型向斜構(gòu)造的處理1、雙機(jī)接力或在軸部專設(shè)運(yùn)輸機(jī)道，以解決運(yùn)輸機(jī)跳鏈的問題：第一部輸送機(jī)第二部輸送機(jī)12/2/2022171第五節(jié)小型向斜構(gòu)造的處理1、雙機(jī)接力或在軸部專2、順軸兩側(cè)布置工作面-100-20012/2/20221722、順軸兩側(cè)布置工作面-100-20012/1/2022第六節(jié)設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意

的幾個(gè)問題一、運(yùn)輸問題1）運(yùn)輸方式應(yīng)單一，減少轉(zhuǎn)折環(huán)節(jié)；采用旋轉(zhuǎn)開采，等2）順軸向布置運(yùn)輸巷道，以利于向斜兩翼的煤炭運(yùn)輸。二、通風(fēng)問題盡量采用向斜軸部進(jìn)風(fēng)，兩翼巷道回風(fēng)的方案或?qū)鞘酵L(fēng)。三、排水問題向斜軸是天然的集水線，應(yīng)當(dāng)將排水巷和水倉設(shè)在軸部，以利于排水。12/2/2022173第六節(jié)設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意

四、測(cè)量問題1、已控制向斜軸時(shí)，可順軸掛線掘進(jìn)；2、未完全控制向斜構(gòu)造時(shí)，沿預(yù)計(jì)的向斜軸2~5°掛線掘進(jìn)，見軸后順軸掛線掘進(jìn)。2~5°ac

d向斜軸cdbaa—探軸巷道c---平巷b---重開探巷d---順軸巷道12/2/2022174四、測(cè)量問題1、已控制向斜軸時(shí)，可順軸掛線掘進(jìn)；2~5°a五、地壓問題在軸部進(jìn)行開拓時(shí)，巷道承受較大集中壓力，應(yīng)采取：1、服務(wù)年限長時(shí)，應(yīng)將巷道布置在穩(wěn)定的巖石中；2、煤層傾角較小時(shí)，集中巷應(yīng)布置在向斜的翼部，離開軸部壓力集中區(qū)；3、減小巷道斷面，由雙軌改為單軌斷面；4、應(yīng)注意加強(qiáng)頂板支護(hù)。12/2/2022175五、地壓問題在軸部進(jìn)行開拓時(shí)，巷道承受較大集中壓力，應(yīng)采六、瓦斯突出問題1、瓦斯突出為礦壓和煤層瓦斯綜合作用的結(jié)果，即礦壓大和瓦斯壓力大區(qū)域，正是構(gòu)造變化劇烈的區(qū)域；2、斷層帶就是瓦斯突出密集的地區(qū)，東北等地統(tǒng)計(jì)，90%突發(fā)在地質(zhì)構(gòu)造破壞區(qū)域；37.85%發(fā)生在斷層附近；西南等地統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)構(gòu)造帶瓦斯突出占95%；向斜軸部突出占60.6%。

采取措施:1）開采解放層；2）大直徑鉆孔、水力沖孔和震動(dòng)放炮以排放瓦斯；3）加強(qiáng)巷道支護(hù)。向斜區(qū)開采的問題歸納起來為三個(gè)問題:一是向斜區(qū)與整個(gè)礦井的開拓部署問題；二是向斜區(qū)兩翼煤層的開采方法；三是向斜軸部的開采問題。12/2/2022176六、瓦斯突出問題1、瓦斯突出為礦壓和煤層瓦斯綜合作用的結(jié)第三章盆地構(gòu)造煤層開采方法

第一節(jié)盆地構(gòu)造的特點(diǎn)煤四周向中央傾斜，形成規(guī)則和不規(guī)則的盆狀結(jié)構(gòu)。盆地由中央到外，逐漸變化為老巖層。形狀多為圓形或橢圓形。-80-100–12012/2/2022177第三章盆地構(gòu)造煤層開采方法

第二節(jié)盆地構(gòu)造煤層的開采方法1、橫切盆地開采方法------一分為二法主斜井副斜井適應(yīng)于礦井產(chǎn)量不大，斷層構(gòu)造不多，煤層傾角較大的地質(zhì)條件12/2/2022178第二節(jié)盆地構(gòu)