煤礦生產技術係列講座
煤礦生產技術係列講座
鄭州經濟管理幹部學院
礦長安全資格證書培訓班
主講：王國際
煤礦生產技術係列講座
第一講 礦井建設的基本程序
一、煤田地質勘探
(一)煤田普查
1、普查找煤，圈定含煤地層的分布範圍。
2、普查勘探，確定有工業價值的含煤地段。
煤田普查是發現和初步評價煤炭資源階段，該階段工作結束後提交《煤田普查報告》，報告中要對煤礦建設和礦區劃分提供必要的資料，為進一步勘探工作提出工作方向。
(二)礦區詳查
在煤田普查工作的基礎上進行。普查工作結束後，國家規劃及設計部門將煤田劃分為幾個礦區，詳查工作就是選擇資源條件好、開發有利的礦區，進行進一步的地質勘探工作，查明礦區內的資源分布情況。
詳查工作的成果：提交《詳查地質報告》，為礦區總體設計提供基本的地質資料。
(三)井田精查
設計部門根據《詳查地質報告》劃分井田，井田精查就是在一個井田的範圍內進行的地質勘探工作。該階段對井田內的影響煤層開采的各種地質因素進行更加深入詳細的了解。該工作結束後，提交《井田精查報告》，為礦井的設計提供地質依據。
(四)地質勘探各階段的任務
1、查明煤的儲量，礦井設計最基本的依據。
2、查明煤的質量，確定煤的用途。
3、查明煤層賦存條件及開采技術條件，這是井田內影響開拓開采條件的總和。包括煤層厚度、結構及穩定性，地質構造、水文地質條件、煤層頂底板岩性、瓦斯、煤塵、自燃等情況。
(五)精查地質報告
1、文字報告
(1)概況
勘探工作的目的和任務
勘探區的位置及交通概況
勘探區的自然地理：地貌、水文、氣象、地震資料等
勘探區附近生產礦井情況及老窖、老空分布
本區過去已進行的地質工作及評價
(2)勘探區地質
描述區域地質、構造、岩漿岩分布及特點
詳細描述區域內含煤地層時代、層厚和化石，描述煤厚、岩性、岩相、標誌層特征及其沿走向和傾向的變化情況
說明區內重要的褶曲及斷層的分布情況和控製程度
敘述岩漿岩的分布、名稱、產狀、侵入時代及對煤層、煤質的影響
(3)煤及其它有益的礦產
描述煤層總厚度、總層數及可采層數與總厚度
各煤層的物理特征、煤質特征、煤岩特征、煤的工業牌號及分布規律
煤的有害成分，如灰分、硫、磷含量及其變化規律
煤的風化帶及氧化帶的確定方法和依據
礦區內的其他有益礦產，如鐵礦、油頁岩、鋁土礦、粘土礦等情況
(4)水文地質
區域水文地質特征
勘探區水文地質條件：含水層和隔水層的岩性、厚度、深度、分布範圍及變化，裂隙與溶洞的發育情況與分布規律、地下水類型及性質、含水層的富水性、水位標高、水質、水溫及地下動態、含水層與地表水之間的水力聯係等
與鄰近生產礦井水文地質條件的對比情況
初采區及第一水平礦井湧水量預測
供水水源
(5)開采技術條件
勘探區內及鄰近礦井的生產技術條件描述，老窖老空情況
覆蓋層及可采煤層頂底板岩性及其變化規律
瓦斯、煤塵、自燃情況
(6)地質勘探工作
測量工作方法及評價
測量工作量及工作成果質量描述
地表工程工程量及其描述
物探方法及其成果描述、質量描述
鑽探工作量及工作質量描述
水文地質工作及其質量描述
各種樣品的采樣方法、采取地點、數量及確定依據
勘探方法、勘探程度及勘探工作的經濟效果
(7)儲量計算
儲量計算邊界及工業指標的確定依據
儲量計算方法和計算參數的確定依據
劃分各級儲量的條件，特殊塊段的處理方法
區內各級儲量及總儲量的計算結果
有關儲量計算方法的其他說明
(8)結論
對勘探成果的總評價
提出建井需要注意的問題
總結勘探工作的經驗教訓
勘探區遠景評價及對今後工作的意見
2、圖紙
交通位置圖
區域地形地質圖(附綜合地質柱狀及地質剖麵圖)
井田地形地質圖(附井田綜合柱狀圖)
鑽孔柱狀圖
煤層對比圖
勘探線地質剖麵圖
水平切麵圖
煤層底板等高線及儲量計算圖
井田水文地質圖及水文地質剖麵圖
其他圖件
3、表格、附資料
包括：測量成果表、煤層綜合成果表、煤質03manbetx 成果表、儲量計算表、地表水與地下水的水質03manbetx 報告，各含水層的抽水實驗綜合表，土、岩、煤物理性質實驗報告、老窖老空及生產礦井的調查材料等。
二、編製可行性研究報告
1、闡述礦井建設的外部條件和資源條件
2、初步確定井田開拓方式和采煤方法
3、初選礦井主要技術裝備
4、對地麵設施進行規劃
5、製定環境保護措施
6、編製建井工期計劃
7、初步擬定礦井主要的技術經濟指標
三、安全預評價
評價目的主要是貫徹礦井建設“三同時”基本要求，即：礦井安全設施必須與礦井基本建設工程同時設計、同時施工、同時投入運行。
1、對礦井主要危險有害因素和危害程度以及對公共安全影響進行定性、定量評價
2、對各種主要危險源的預防和控製的可能性進行評價
3、對礦井基本建設項目可能造成的職業危害進行評價
4、對在礦井基本建設期間所采取的安全對策、安全技術措施、安全設施設計原則做出具體要求
5、客觀實際地提出預評價結論
6、其他需要說明的有關事項
四、礦井初步設計
說明礦井的位置、交通、地形地勢、氣象、水文、工農業概況;說明礦井地層、主要地質構造、煤層賦存情況、煤層及圍岩特征、煤質及用途、瓦斯、煤塵、自燃、水文地質情況;說明地質資料勘探程度、存在問題及補充勘探要求。
井田境界、儲量及礦井生產能力和服務年限。
提出主要幾個開拓方案，進行各方案的技術經濟比較，詳細說明采用方案及采用理由。選擇采煤方法，確定采區巷道布置、生產礦井、投產和達產的采區布置、采掘機械裝備等;確定井筒斷麵布置、井底車場形式和通過能力;確定通風方式和通風方法、通風係統等。
確定礦井提升及大巷運輸方式，選擇礦井通風、運輸、提升、排水、壓氣設備。
說明地麵運輸方式、設計線路、車站等。
確定煤的工藝流程和地麵生產係統及其各環節的設備和能力，排矸係統、設備、機械廠、坑木場麵積和設施。
確定工業廣場總體布置。
井上下配電設計。
地麵建築設計、生活區設計。
全礦供水、供電、供熱、井下消防和防塵設計。
計算礦井建設工程量、建設程度、工期、編製勞動定員及總概算、編製礦井主要技術經濟指標。
五、礦井基本建設施工(僅介紹幾種立井開鑿方法)
普通鑿井法：以鑿岩、爆破為主的施工方法。
板樁法：主要用於表土施工。開挖前先用板樁沿井筒周邊外緣密集地打入土中，然後在板樁的保護下進行掘進。
沉井法：主要用於表土施工。在土層開挖前，把預製好的永久井壁，按井筒位置沉入土中，然後在它的保護之下進行掘進。
注漿法：將膠結材料配製成漿液，通過注漿係統注入地層的裂隙和空洞中，漿液凝結硬化，堵塞空隙和空洞，封閉水源，加固地層，然後再用普通鑿井法施工井筒。
混凝土帷幕鑿井法：在井筒位置周圍用機械分段鑽成孔槽，並鑽入基岩一定深度(3~5米)，每鑽出一孔用混凝土灌注封孔，最後使各孔槽混凝土連接起來，形成一個圓筒狀的混凝土帷幕，把周邊水和流沙隔開，然後開挖井筒。
鑽井法：利用回轉式鑽機，將井筒全段麵一次鑽成，依靠井內充滿的泥漿護壁，利用泥漿循環衝洗工作麵和提升岩屑，井筒鑽成後在泥漿中懸浮下沉井壁，並進行永久性支護。
盾構法：一整套掘進和支護裝置，從鑽進到永久性支護一次性完成，整個過程全部實現自動化。既適合於軟土、含水層施工，也可用於硬岩施工，是目前最先進的施工方法，廣泛應用於立井、平硐、隧道、地鐵施工中。
六、礦井安全驗收評價
安全驗收評價是在建設項目竣工試生產運行正常後，通過對建設項目的設施、設備、裝置，實際運行狀部的檢測，考察，查找該建設項目投產後存在的危險有害因素，提出合理可行的安全技術調查方案和安全管理對策的一種安全評價。
安全驗收評價是運行係統安全工程原理和方法，在建設項目試生產運行正常後，在正式投產前進行的一種檢查性安全評價。對係統存在的危險有害因素進行定性和定量檢查，判斷係統在安全上的符合性和配套安全設施的有效性，從而做出評價結論，並提出補救和補償措施，以促進項目實現係統安全。
第二講 井田開拓
一、井田開拓的基本問題
井田開拓要解決的基本問題是確定合理的井田境界，確定礦井生產能力和服務年限，對井田進行合理的再劃分，確定最優的井田開拓方式，確定合理的開采順序和生產係統。在解決這些問題時，必須遵循“安全可靠，經濟效益好，煤炭回采率高”的基本原則。
二、煤田的劃分
煤田：在一定地質年代生成的大麵積含煤地帶。
煤田的特征
薄煤層：從最小可采厚度~1.3m
1、可采煤層厚度： 中厚煤層：1.3~3.5m
厚煤層：>3.5m
緩傾斜：0°~25°
2、煤層傾角： 傾斜：25°~45°
急傾斜：45°以上
3、埋藏深度：對礦井開采條件影響很大。
4、圍岩性質：指煤層頂底板的圍岩性質。
5、地質變動：由於煤層成因及地質構造的變化，發生煤層厚度變化，斷裂、變薄、尖滅、圍岩破壞、傾角變化等。
6、其他特征：水文、自燃、瓦斯、煤塵、層間距、表土層厚度等。這些特征將影響井田開拓、采區劃分、生產安全等等。
煤田劃分為井田
1、煤田、礦區、井田
(1)煤田：
①富量煤田：如大同煤田，走向150km;渭水煤田，1980km2。
②限量煤田：如永城煤田，隻有5~6個井田，儲量有限。
(2)礦區：將鄰近的幾個礦井劃歸一個行政區管理，稱為礦區。
(3)井田：劃分為一個礦井開采的部分煤田叫井田。
2、煤田劃分為井田的原則和方法
(1)井田邊界要與礦井生產能力相適應
(2)一般要依據自然條件劃分井田邊界：斷層、江、湖、河等
(3)要注意處理礦井本身的發展及其與相鄰礦井的關係
(4)人為劃分井田：垂直劃分、水平劃分、按煤組劃分
三、礦區的開發順序
1、一個礦區同時期的基建礦井數目2~3個。
2、礦區開發：先淺後深、先近後遠、先易後難
3、大型礦井：一次設計、分期建設、分區域開拓、連續施工
近些年來，由於礦井裝備、生產工藝、生產技術裝備有了快速發展，礦井建設周期大大縮短，工作麵年產量大大提高，同一個礦井同時生產的工作麵個數越來越少，礦井服務年限也有縮短的趨勢。有些問題值得進一步探討，礦區開發要和生產技術裝備相適應。
四、礦井儲量、生產能力與服務年限
|
能利用儲量← (表內儲量) 暫不能利用儲量 (表外儲量) |
|
工業儲量 (A+B+C) 遠景儲量(C) |
|
可采儲量ZK 開采損失P |
(一)礦井儲量
地質儲量
1、地質儲量：井田內通過地質手段查明，符合儲量計算標準要求的儲量。
2、能利用儲量：平衡表內儲量(厚度、質量符合開采條件)。
3、工業儲量：能利用儲量中，可以作為設計和投資依據的儲量，平衡表內A+B+C級儲量。
4、可采儲量：工業儲量中，除去設計開采損失部分，可以采出的儲量。
(二)礦井可采儲量、生產能力與服務年限的關係
ZK=A·T·K
A：礦井設計生產能力 萬t/a
T：礦井設計服務年限 a
K：儲量備用係數 1.2~1.4
T=
A T*(南方) T(北方)
>300萬t/a >80a 70a
120~240萬t/a 50~70a 60a
45~90萬t/a 30~40a >750a
30萬t/a 10~20a >730a
南方和北方不一樣，從目前來看有以下特點：
服務年限普遍縮短
生產能力擴大，增加開采強度，服務年限縮短，帶來許多問題
礦井生產能力(萬t/a)
大型礦井：120 150 180 240 300 400 及以上
中型礦井：45 60 90
小型礦井：9 15 21 30
大型礦井：機械化程度高，生產集中、效率高、成本低，投資高、設備多、施工難度大、工期長，服務年限長。
小型礦井：投資少、建井快、設備簡單，但生產分散，效率低、成本高，服務年限短。
井型大小的確定依據：儲量、煤質、地質構造、水文條件、煤層賦存條件及開采條件、設備水平及國家有關政策。經過專家03manbetx ，進行技術經濟比較擇優確定，但這些條件中，儲量、開采技術條件、煤層賦存狀況是主要因素。
大型礦井：儲量豐富、煤層生產能力大、井田內開采技術條件好、表土層厚、煤層埋藏深、地形複雜。
中小型礦井：儲量少、埋藏淺、煤層生產能力小、埋藏不穩定、地質構造複雜。
煤層生產能力、賦存狀態和開采技術條件是確定井型的關鍵因素。
五、井田再劃分及開采順序
(一)礦井巷道分類
垂直巷道：立井、小井、暗立井、溜井;
1、按傾角大小分類： 水平巷道：平硐、石門、煤門、平巷;
傾斜巷道：斜井、上山、下山
2、按巷道服務範圍分類：開拓巷道、準備巷道、回采巷道
(二)階段與水平
1、階段：在一個井田內，沿傾斜方向，按一定標高，根據開采要求，將井田分成若幹長條部分，每一部分叫一個階段，其走向長度等於井田的全長，傾斜長度由垂高確定，一般1000~2000m。
階段有其獨立的生產係統，上部設階段回風巷，下部設階段運輸巷，上一階段采完後，階段運輸巷又可作為下一階段的回風巷。
2、水平：運輸和通風巷所在的某一水平麵，通稱為水平。以標高來表示，也可以和用途或開采順序連係起來，如+50水平、-150水平、+50回風水平、-150運輸水平、第一水平、第二水平等。
開采水平:具有井底車場和運輸大巷的水平。
單水平開拓：一個井田隻有一個開采水平(上山階段、下山階段)。
多水平開拓：一個井田有二個或更多個開采水平(傾斜煤層)。有多水平上、下山開拓、多水平混合式開拓(中間水平、輔助水平)。
(三)井田內再劃分的基本類型
1、分區式：階段內沿走向把階段分成若幹部分，每部分叫采區。
采區傾斜長度等於階段傾斜長度，走向長度1000~4000 m不等，分采區要盡量考慮自然邊界，減少煤柱損失和避免工作麵布置的難度。
區段：采區內沿傾斜方向劃分的長條，走向長等於采區長度，傾斜長100~150 m 不等。
采區分雙麵采區和單麵采區。
采區上(下)山：聯接采區平巷與開采水平的傾斜巷道。
區段平巷：區段回風巷(上部)、區段運輸巷(下部)。
采區聯合布置：同一個采區開采2~3個煤層，上、下山設在最下部一個煤層中或其底板和區段平巷，以石門或傾巷與上(下)山聯係。
對於近水平煤層，由於傾角很小，無所謂上山或下山，而是沿煤層的延展方向劃分成若幹個獨立的開采單元，每個開采單元都有其獨立的通風、運輸係統，叫盤區。
2、分段式：階段內不劃分采區，隻沿傾斜方向劃分成適合一個工作麵開采的長條部分(小井田)，每部分叫一個分段。
3、分帶式：階段內不劃分采區，而是沿走向布置成適合一個回采工作麵的傾斜長條，每個長條叫一個分帶(傾角12°以下)。
分帶內可以仰采，也可以俯采，具體選擇時要根據煤層傾角、含水量、圍岩條件來確定。
分帶式開拓的優點：
巷道布置係統簡單，掘進工作量小，建井期短，見效快。
生產係統單一、簡單、運輸費用低，通風效果好。
沒有準備巷道、條帶布置靈活，易於提高礦井生產能力。
帶內巷道便於定向掘進，工作麵長度變化小。
有利於減輕礦山壓力顯現，排放瓦斯(俯采)。
分帶式開拓的缺點：
斜巷多，掘進困難。
斜巷多，仰采時煤往上拉，運輸困難。
傾角太大了，不適應。
設備不配套，專用設備少。
4、分區域建井的井田劃分
指特大型礦井，走向長10~20km，主提采用大型膠帶輸送機，為解決輔助提升及通風問題，將井田劃分為幾個小區，每個區走向長3~5km，傾斜長1.5~2.0km或更大的獨立區域(這是現代化礦井主流)，分區域建井。
(四)開采順序
1、沿煤層傾斜方向的開采順序
下行式開采順序：由淺入深，初期工程量小、投資少、投產快。
階段內：不論是分區或分帶，均采用下行式開采順序，個別情況有可能采用上行式。
2、沿煤層走向的開采順序
采區前進式，區內後退式，條帶前進式，個別可以跳采。
3、煤層群開采順序
煤層群分組：間距近，煤質同的煤層分為一組，集中開拓。組與組之間，組內各煤層之間，一般采用下行式開采順序。層間距較大，通過論證，開采下部煤層，不致於破壞上部煤層者，可以采用上行式(永城礦區)。對於急傾斜煤層，上行、下行差不多，可以任選。
六、井田開拓方式
在井田範圍內，從地麵向井下開掘一係列井巷進入煤層，建立礦井提、運、通、排及動力供應係統，叫井田開拓。這些井巷的形式、數量、位置及其之間的配合方式，叫井田開拓方式。配合的方式不同，可以形成不同的開拓方式，如立井開拓、斜井開拓、平硐開拓、混合開拓、露天開采等幾種形式。
(一)合理確定開拓方式應考慮的問題
開拓部署要貫徹執行煤炭工業技術政策和發展要求，要盡可能做到布局合理、生產集中、係統簡單、環節暢通，因地製宜的做到四集中、一聯合，采用新技術、新裝備，提高機械化、自動化水平。
四集中：礦井集中、水平集中、采區集中、工作麵集中。
一聯合：采區聯合布置。
貫徹執行《煤礦安全01manbetx 》，落實安全生產方針。
充分利用國家資源，減少儲量損失，不同煤種分采分運，注意伴生礦床的開采。
開拓部署力求經濟合理、安全可靠、成本低、回采率高。
(二)開拓方式分類
1、斜井開拓 2、立井開拓 3、開硐開拓 4、混合式開拓
①片盤斜井開拓 ①立井單水平分區式開拓 ①走向平硐開拓 ①一立一斜開拓
②斜井單水平開拓 ②立井多水平分帶式開拓 ②垂直平硐開拓 ②二立一斜開拓
③斜井多水平開拓 ③立井多水平分區式開拓 ③階梯平硐開拓 ③分區域建井
開拓方式多種多樣，但一個井田究竟采用什麼樣的開拓方式，需要提出多種方案，經過技術經濟進行比較，優中選優，才能最後確定。由於礦井建設是一種長期投資，一旦決定下來，這種投資是不可逆的，確定時必須慎之又慎。
(三)開拓方式03manbetx 及混合式開拓
平硐開拓：
優點：係統簡單，施工技術簡單，建井期短，基建投資和生產成本低，井下無井底車場，地麵無提升設備，礦井水可以自流，礦建土建工程量少。
缺點：受地形和煤層賦存條件限製，煤埋藏淺，且必須賦存在山區、丘陵，主要儲量在地麵標高之上。
斜井與立井相比
優點：
斜井施工技術簡單、建井快、工期短、投資少。
井筒裝備和地麵設施簡單，井底車場工程量少。
斜井建設材料消耗少，但相對設備容量也少。
多水平開拓時，石門掘進工程量少，運輸量小。
井筒壓煤少(沿底板掘進)。
新水平延伸方便，尤其采用膠帶輸送機運輸，提升能力大。
增產措施簡單。
實現連續運輸，易實現自動化。
采用分段布置，井筒可以直接與分段巷道連接，環節少。
缺點：
井筒長，各種管道鋪設長。
斜井鉸車能力小，速度慢(大型礦井的副井均用立井)。
斜井開鑿遇到流砂層時，難以采用凍結法施工，困難大。
斜井穿越不良地層，維護工程量大。
斜井傾角受煤層傾角限製，井筒傾角大於煤層傾角時，用穿層斜井，同樣要留井筒保護煤柱，煤柱損失也比較大。
斜井、立井各有優劣，實際應用中應隨機應變，取長補短。
混合式開拓
平硐斜井開拓
斜井立井開拓
平硐立井開拓
分區域開拓
七、鄉鎮煤礦井田開拓中存在的主要問題
(一)井筒位置與形式的選擇問題
合理地井筒位置
地麵因素：要求井口標高要高於當地曆年最高洪水位，盡可能少占良田，不遷村莊，減少工業廣場平整時的土石方工程量。
地下因素：要把井筒位置選在衝積層較薄的地方，盡可能避開含水層、流砂層、地質構造和采空區，要考慮井筒延深時也不能穿越含水層，尤其采用斜井開拓時，井筒所在層位岩性要好。
技術經濟因素：要力求提升、運輸環節簡單，生產經營費用低;盡可能使井筒位於井田儲量中心，形成兩翼均衡生產;盡可能把斜井井筒布置在底板岩層中，少留井筒保護煤柱;盡可能使井筒靠近儲量富集區。
合理的井筒形式
應根據煤層賦存情況、表土層沉積情況以及地表與積岩的含水性、井田開采技術條件及礦井類型確定合理的井筒形式。一般情況下，開采深度不大，表土層薄，表土層中沒有大的含水層，可采用斜井開拓。反之煤層埋藏較深，表土層厚，尤其表土層中有較強的含水層，斜井施工難以通過，必須采用立井開拓方式。
鄉鎮煤礦中井筒位置與形式存在的問題
井口標高低於當地曆年最高洪水位。
井口位於井田邊界，給井下開采單元劃分造成一定困難。
井筒形式不合理，尤其某些煤礦斜井長度在800m以下，給輔助提升造成相當大的困難。
井筒斷麵太小，提升能力有限。
井筒支護形式落後，安全沒有保障。
馬頭門支護條件太差，安全出口受到威脅。
井底車場沒有形成係統，通過能力太小。
井底水倉容量不夠，抗災能力太低。
(二) 開采單元劃分不合理
井田內整體開拓步署缺少統籌規劃
開采順序安全不合理，個別煤礦采動了護井煤柱，造成井筒變形，形成隱患。
開拓巷道係統不完善，沒有正規的水平運輸大巷和總回風巷。
主要運輸巷道支護條件太差，通風斷麵不夠，運輸能力不足。
(三) 水平接替缺少計劃性
沒有安排正規的水平接替計劃。
水平接替期間產量沒有保證，影響礦井的正常生產。
水平接替期間通風紊亂，安全沒有保障。
(四) 下山開采問題
下山開采隻有在煤層傾層較小、低瓦斯礦井、礦井湧水量不大的情況下，才能采用。
許多煤礦存在有嚴重的底板水威脅，但實施了下山開采。
下山排水係統不完善，排水能力不足，淹下山02manbetx.com 較多。
下山的開采範圍過大，給通風造成一定困難。
(五) 水平垂高問題
合理的水平垂高缺少論證。
水平垂高的確定缺少理論依據。
水平服務年限太小，技術經濟不合理。
第三講 采煤方法
一、采煤方法的定義
采煤方法有兩個含義。一是采煤係統，即采準巷道的布置形式，掘進、回采順序安排及其所構成的運輸、通風等生產係統。二是采煤工藝，指在回采工作麵所形成的“破、裝、運、支、回”等工作及這些工作的安排與配合方式。
不同的采煤係統和回采工藝，就形成不同的采煤方法。正確選擇采煤方法，對礦井生產的主要技術經濟指標影響很大。合理的采煤方法應該是生產安全可靠、產量高、成本低、回采率高。
二、影響采煤方法選擇的因素
(一)地質因素
1、煤層的厚度和傾角：急傾斜、傾斜、緩傾斜;厚煤層、中厚煤層、薄煤層。
2、煤層的構造和性質：有無夾矸、瓦斯大小、硬度大小。
3、煤的生成條件：穩定性、頂底板岩性、含水性等。
(二)技術因素
1、應用先進科學技術，選擇先進的采煤方法。
2、所選的采煤方法必須和地質條件、開采技術裝備相適應。
3、好的采煤方法必須配置合理的巷道布置係統。
4、好的采煤方法機械化、自動化程度要高，盡可能減少工人體力勞動。
三、采煤方法分類
(一)旱采
1、壁式體係采煤法(94%)
①整層開采
單一長壁采煤法：包括單一長壁走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法，從頂板管理的角度看有全部跨落法和刀柱法、緩慢下沉法。這是我國目前使用最多的采煤方法，是中國采煤技術的主流。
厚煤層放頂煤采煤法：包括一次采全高的放頂煤采煤法、先采頂層、鋪網，再采下部所有厚度的放頂煤采煤法。
掩護支架采煤法：主要用於急傾煤層中的薄及中厚煤層，一次采全高。
②分層開采
傾斜分層采煤法：包括厚煤層走向長壁傾斜分層采煤法、厚煤層傾斜長壁傾斜分層采煤法。從分層間開采順序上分，又可分為上行跨落采煤法、上行充填采煤法，個別地方也有上行跨落采煤法。
水平分層：用於急傾斜煤層。
斜切分層：由水平分層演變而來，隻能適用於急傾斜煤層。
水平分段放頂煤采煤法;是急傾斜煤層采煤法中用得最好的一種采煤方法，尤其綜采設備的應用，使得這種采煤方法有較好的發展前景。
2、柱式體係采煤法
房式：中國古代傳統的采煤方法。
房柱式：美國、澳大利亞用得很好，有專門的配套設備，效率很高。
(二)水采
1、柱式體係漏鬥式水力采煤法
2、走向小階段式水力采煤法
(三)地下氣化
采煤方法的高級階段，將煤在地下變成煤氣，自動抽出來作工業燃料。這種方法目前處在實驗階段，近幾年取得了突破性進展，估計很快進入實用階段。
(四)壁式體係采煤法的特點
1、有較長的工作麵。
2、工作麵上下兩端各有一條回采巷道，用於運輸、通風和排水。
3、隨工作麵推進有計劃地處理采空區。
4、采下的煤沿平行於工作麵的方向運出采場。
(五)柱式體係采煤法的特點
工作麵短，但工作麵數目多，采房和回收煤柱設備合一。
工作麵壓力很小，礦壓顯現輕微，支護及采空區處理工作簡單。
工作麵通風條件較差，通風效率不高。
回采率較低。
采下的煤沿垂直於工作麵的方向運出采場。
采煤設備可以自行、靈活性強。
四、采區巷道布置
(一)薄及中厚煤層走向長壁采煤法采區巷道布置係統
(二)薄及中厚煤層傾斜長壁采煤法巷道布置係統
仰斜開采與俯斜開采
單工作麵和對拉工作麵
前進式和後退式回采
條帶斜巷布置及其聯係方式
工藝特點：
礦壓顯現特點：
仰采工作麵頂板容易破碎，支架向後傾斜;俯采工作麵頂板岩石受壓而不易破壞，比較穩定。
工藝特點：
仰采：工作麵湧水可以自動流向采空區，工作麵無積水，機械裝備不易受潮，裝煤效果好;煤層傾角大於10°時，采煤機在自重影響下，偏離煤壁，影響截深;運輸機也會由於采下的煤滾向溜槽下側而發生斷鏈現象;當傾角大於17°時，采煤機工作不夠穩定。
俯采：隨傾角增大，采運設備工作不穩定，裝煤效率低。采煤機重心偏向滾筒，機組不穩定，易出現掉道或斷鏈現象。
優點及適用條件
優點：
巷道布置簡單，巷道掘進與維護費用低，投產快;
運輸係統簡單，占用設備少，運輸費用低;
工作麵等長，消除了由於工作麵長度變化帶來的不利影響，尤其是綜采，這一優點更為突出;
通風線路短，通風構築物少，通風效果好;
對某些地質條件適應性強;
技術經濟效果顯著。
適用條件：
煤層傾角小於12°,應重點推廣;
采煤設備采取有效的防滑措施，可推廣至12°~17°;
傾斜斷層較多的煤礦，易采用這種采煤方法。
五、回采工藝
(一)炮采工藝
炮采工藝的演變與發展
炮采工藝中幾項關鍵技術問題：頂板支護、毫秒煤破、端頭支護
炮采工藝的適應條件
中小型礦井
大型礦井邊角煤
地質構造複雜的礦井
(二)普通機械化采煤工藝
(三)綜合機械化采煤工藝
六、鄉鎮煤礦采煤方法存在的主要問題
多數礦井仍然使用巷柱式采煤法，回采率低，通風係統紊亂，資源沒有得到充分利用，安全狀況較差。
正規的走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法普及率太低。
個別礦井盡管布置有較為正規的走向長壁或傾斜長壁采煤係統，但並沒有按炮采工作麵正規循環作業進行采煤，而采用滾幫采煤法，給頂板管理造成一定困難，生產能力也受到一定的限製。
回采工作麵技術裝備落後，工作麵單產偏低，技術經濟指標太差。
相當多的鄉鎮煤礦采用手鎬落煤，嚴禁放炮落煤，但限製了回采工作麵的生產能力。
使用放炮落煤的工作麵，大多選用瞬發雷管，爆破效果差，對頂底板震動較大，而毫秒微差爆破需要進一步普及。
回采工作麵上下安全出口支護條件太差，通風斷麵不夠，瓦斯防治效果有待進一步提高。
炮采放頂煤工作麵較多，放煤口設置、放煤方法、放煤順序安排不合理，頂煤放出率偏低，回采工作麵煤塵較大，瓦斯偏高，這方麵的管理需要進一步加強。
回采工作麵大多采用木支柱，單體支柱工作麵普及率太低，頂板管理不到位，頂板02manbetx.com 偏多。
回采工藝順序安排不合理，正規循環作業執行不好。
七、我國煤層賦存條件及產量比重
(一)現有可采儲量中，各種厚度煤層所占比例
薄煤層：占18.4%。其中四川省占40.02%，貴州省占32.89%
中厚煤層：33.9%。其中四川省占57.32%，安徽省占51.15%
厚煤層：47.7%。其中甘肅省占93.96%，新疆占70.14%。
(二)現有可采儲量中，各種傾角的煤層所占比例
緩傾斜煤層：86.3%。山西省占100%，陝西省占98.71%
傾斜煤層：10.1%。四川省占29.45%，東北三省占26.44%
急傾斜煤層：3.6%。新疆占83.8%，北京市35.92%
(三)統配煤礦的產量比重
按煤厚分：薄煤層9.43%，中厚煤層44.46%，厚煤層46.11%
按傾角分：緩傾斜86.85%。其中小於12°的煤層產量占55.58%，傾斜煤層9.76%，急傾斜煤層3.39%。
目前我國薄煤層產量偏低，主要由於綜采程度偏低。緩傾斜煤層產量比重太大，主要是由於山西省煤炭工業大力發展，大型礦井增多。
八、中國采煤方法發展方向
(一)緩傾斜、傾斜長壁式開采技術發展方向：關鍵是發展機械化采煤技術，不斷推進和改進回采工藝，多層次地，因地製宜地發展先進的，適應性的機械化采煤技術。
發展綜合機械化采煤：目前我國已奠定了良好的基礎，能生產適用於多種煤層賦存條件及圍岩條件的成套設備。關鍵是：
努力提高操作水平和管理水平;
提高設備可靠性、設備利用率和利用時間;
提高工作麵單量和經濟效益，有條件的工作麵要努力達到日產萬噸的水平;
開發研製困難條件下(三硬、三軟、大傾角、大采高)的綜采技術裝備，擴大綜采的應用範圍。
普機采仍不失為先進的采煤技術，產量高、成本低、安全可靠，適用性強，是當前推廣應用的重點。
(二)走向長壁開采：技術簡單、應用成熟，具有廣泛的適用性，是我國開采緩傾斜、傾斜煤層的主要手段，今後仍將廣泛使用。
研究重點：
1、改進巷道布置
2、優化采區係統和參數
3、為集中、穩產、高產創造條件
(三)傾斜長壁開采：係統簡單，工程量小，在傾角12°以下煤層中應用能取得良好效果，應大力推廣。有條件的地區，可以應用於傾角更大的煤層。
(四)緩傾斜、傾斜厚煤層開采：比重很大，合理開采這種煤層可以采用不同的技術途徑。
傾斜分層下行跨落采煤法：比較成熟，已經成功實踐了機械化、綜合機械化采煤。在分層，尤其是中下分層回采工藝、人工假頂的建造和管理、安全生產等多方麵都積累了豐富的經驗。今後應進一步應用，並廣泛推廣。進一步改進機械化采煤工藝，研究分層采高的控製，假頂材料選擇(經緯網、菱形網、塑料網、鋼板等)。減少岩石巷道掘進，改進巷道布置。
大采高綜采：一次采全高(3.5~4.5m)已經獲得成功。這種工藝可以簡化巷道布置係統，減少假頂材料，減少巷道掘進、維護工程量。在傾角不大，圍岩條件較好的工作麵，將進一步推廣使用。
緩傾斜特厚煤層放頂煤開采：
特點：
不增加工作麵采高，可大大增加一次開采厚度。
簡化生產係統，減少掘進工作量。
工作麵單產大幅度提高，成本降低。
不足：
(1) 如何提高回采率。
(2) 防止瓦斯02manbetx.com 。
注意煤層自燃、防火條件要好。
工作麵降塵問題要得到更好的解決。
需要研究問題：
(1) 合理的采放比，盡可能提高頂煤放出率。
(2) 頂板破碎及下放規律。
(3) 放煤位置及放煤順序。
(4) 礦壓顯現規律及控製措施。
目前放頂煤技術發展很快，開采強度大，但大大降低了礦井的服務年限，如何提高回采率是一個緊迫而重要的研究課題。
(五)無煤柱護巷技術應用目趨廣泛
在緩傾斜薄及中厚煤層中應用沿空留巷、沿空掘巷技術。
在受采動影響帶中研究巷道支護、巷旁支護技術，包括高水水泥的應用及連續充填技術等。
研究擴大沿空留巷的應用範圍，實現往複式回采、“Z”字形回采，減少工作麵搬家次數。
推廣跨上山回采、跨石門回采，為實現工作麵連續推進創造條件，應大力推廣應用。盡而啟發我們打破原來的模式，研究新的巷道布置形式。
(六)急傾斜煤層產量比重小，但分布範圍廣，采煤方法多，應用中受到很大局限。
1、偽傾斜柔性支架采煤法，是我國特有的一種采煤方法，在煤厚變化不大的條件下應用，效果良好。
研究機械化的應用。
支架結構如何實現液壓化。
減少巷道掘進率。
2、水平分段放頂煤采煤法已經實驗成功，為急傾斜特厚煤層開采提供了一個安全高效的采煤方法。係統簡單、工效高、成本低、工藝簡單、巷道掘進率低、噸煤費用低，可以推廣。
研究：
(1)放煤規律、放煤順序和方法。
(2)合理的分段高度。
(3)完善的安全措施。
(4)如何提高回采率。
3、薄及中厚煤層台階式采煤法：回采率高、單產工效低，成本高、安全條件差。特別是倒台階采煤法。而俯偽斜走向長壁分段密集采煤法克服了上述缺點，應大力推廣。
(七)“三下”采煤任務越來越重。要重點發展水砂充填采煤法，小條帶采煤法。研究的主要問題有：
地表岩層移動規律，加強移動現測工作。
岩層移動控製及相應的支護手段。
自動化充填工藝和廉價的充填材料。
(八)水力采煤法應根據礦井煤層賦存條件，適當選用。
適應條件：
傾角大於10°，中等厚度以上，頂底板中等穩定，煤層賦存不穩定，用旱采較為困難的條件。
瓦斯不大，急傾斜，構造複雜，水力采煤有更好的適用性。
需要研究的問題：改進工藝，發展新設備，改善通風條件，提高回采率。
(九)發展以連續采煤機為特征的柱式體係采煤法。
適用條件：煤層淺，瓦斯小，埋藏不穩定，圍岩條件好，不易自燃的礦井。
研究：
研製和引進專用成套設備。
提高操作技術和管理水平。
加強設備維護，提高回采率。
(十)進一步研製新型綜采設備，尤其是液壓支架和端頭支架、防滑裝置、大傾角綜采支架，加強職工培訓，提高管理水平，研究快速搬家技術。綜采設備向小型化、輕型化發展。
(十一)采煤方法是一個發展的體係，回采工藝的改進將促進巷道布置係統的優化，而巷道布置的改進能為充分發揮設備的效能創造條件。必須用發展的、係統地觀點分析采煤方法參數及其組合，發展采煤方法選擇及優化設計方法，把采煤方法的研究和完善提高到一個新的水平。
(十二)無人工作麵的研究現狀與應用情況。
化學采煤法：煤的地下氣化、地下液化，油頁岩地下分溜。
機械采煤、水力采煤：國外發展很快，目前我國的是空白。
無人工作麵把工人從繁重的體力勞動中解放出來，工人在采麵以外的安全地帶操作設備，完成采煤、運輸和頂板管理工作，安全性好、技術經濟效果顯著。但由於地下煤層賦存條件的複雜性，該項技術基本上還處於實驗階段，需要大量的科學研究和試驗工作。
第四講 礦山壓力及頂板管理
一、采場及巷道礦山壓力顯現的基本規律
(一)有關礦山壓力的基本概念
原岩應力：地下岩體在采動以前，由於自重的作用在其內部引起的應力叫原岩應力。由於開采以前的岩體處於靜止狀態，所以原岩體是處於應力平衡狀態。
二次應力場：由於采掘的影響，破壞了岩體原來的應力平衡狀態，引起岩體內部應壓力重新分布，當重新分布後的應力超過煤岩體強度時，使圍岩發生破壞。這種情況將持續到煤岩體內部形成新的應力平衡為止。此時，采場或巷道周圍將形成一個與原岩應力場顯然不同的應力場，叫二次應力場。
礦山壓力：由於開采活動而引起的作用在井巷硐室和采場周圍岩體內和支護物上的力叫礦山壓力，簡稱“礦壓”。
礦山壓力顯現：由於礦山壓力的作用，使圍岩、煤體和各種支護物上產生的種種力學現象叫礦山壓力顯現，簡稱“礦壓顯現”。如：圍岩變形或擠入巷道、岩體破碎、移動或冒落，煤被壓鬆、片幫或突然拋出、支柱變形或壓彎等。
礦山壓力控製：指人為地調節、改變和利用礦山壓力作用的各種措施，簡稱“礦壓控製”。如：采場支護、軟岩加固、充填采空區、沿空留巷、沿空送巷、巷道卸壓等。
自重應力：由岩體本身的重量而引起的應力。
構造應力：由地質構造而引起的作用於地下岩體的應力。
支承壓力：指巷道或采場周邊改變後的垂直應力或集中應力。支承壓力是礦山壓力的一部分，是巷道支柱及采場支架主要的支護對象。
二、采場礦壓顯現的基本規律
(一)采場礦壓的基本概念
初次跨落距：工作麵自開切眼推進以後，直接頂懸露達到一定跨度，采空區開始初次放頂，直接頂開始跨落，此時直接頂的跨距叫初次跨落距。
老頂的初次來壓：工作麵自開切眼開始推進，直接頂跨落後，老頂懸露，在經曆兩端固定梁、懸臂梁及裂隙體梁等結構平衡之後，發生第一次失穩，給工作麵帶來的第一次大麵積來壓現象叫老頂的初次來壓。此時工作麵推進的距離叫老頂的初次來壓步距。
老頂初次來壓時，工作麵會出現劇烈的壓力異常現象，如頂板下沉速度加快、煤壁片幫、局部冒頂、支架折損等，必須加強頂板管理，增加采場支撐體係的整體剛度，使工作麵安全度過來壓影響期。
老頂的周期來壓;自老頂初次來壓之後，隨著工作麵推進，老頂岩梁會發生周期性的失穩，給工作麵帶來較大的來壓現象叫老頂的周期來壓。兩次周期來壓期間工作麵推進的距離叫老頂的周期來壓步距。
周期來壓期間，工作麵礦山壓力顯現劇烈，來壓強度是工作麵支護設計的主要依據。
(二)采場上覆岩層變形破壞特征及支承壓力分布規律
采場上覆岩層的橫三區(圖1)
煤壁支撐影響區：煤層上方的岩層在開采的影響下，在工作麵前方20~30m處開始變形，其特點是水平移動劇烈，垂直運動很小，當工作麵推過此區，才能引起垂直位移急劇增加。
離層區：此區垂直位移急劇增加，但各層位移速度不盡相同，特點是上位岩層移動緩慢，下位岩層移動較快，因此，此區內會形成離層現象。
重新壓實區：工作麵後方已斷裂的老頂遇到矸石支撐後，下位岩層下沉速度慢，上位岩層下沉速度快，原來發生離層的地方又重新被壓實，故該區叫重新壓實區。
2、采場上覆岩層的豎三帶(圖2)
(1)冒落帶：指直接頂岩層。冒落後成塊狀，彼此間失去了力的聯係，不規則地堆積在底板上。如果直接頂比較厚，冒落後由於其碎脹性，可以充滿采空區，對老頂岩層會起到支撐作用，這將大大減輕老頂的來壓強度。
(2)裂隙帶：指老頂岩梁組合。工作麵推過以後，老頂岩梁組合斷裂、下沉，但由於塊度很大，岩層斷裂後，各岩塊間並沒有失去力的聯係，而是彼此間相互咬合，形成諸如“砌體梁、懸臂梁、壓力拱、鉸結岩塊”等之類的結構。這些結構將上覆岩層的重量一方麵傳遞到工作麵前方煤壁，另一方麵傳遞給工作麵後方冒落矸石，而工作麵支護工作空間則在這種結構的保護下，承受較小的壓力。
(3)彎曲下沉帶：裂隙帶之上至地表的岩層。采動以後，這部分岩層隻發生下沉和彎曲，並沒有斷裂。但下沉的結果會使地表產生下沉盆地，嚴重時可能使地表形成局部裂縫、塌陷或台階下沉，給地表建築物造成破壞。
3、工作麵前後方支承壓力分布規律(圖3)
(1)工作麵在正常推進期間，上覆岩層所形成的結構，由“煤壁——已冒落矸石”支撐體係來支撐，下位岩層(直接頂)由“煤壁——工作麵支架——已冒落矸石”所形成的支撐體係來支撐。
(2)由於上覆岩層的結構大多是半拱式的，因此煤壁一端幾乎支撐著回采工作空間上方懸露岩層的大部分重量，而采空區後方隻承受壓實區的重量。
(3)工作麵前後方形成三個不同的支承壓力區。即工作麵前方壓力增高區、工作麵支護空間前後減壓區及工作麵後方穩壓區。
(4)隨著工作麵不斷向前推進，這三個區不斷向前移動，使工作麵承受的壓力顯現出動態的過程。
三、影響工作麵礦壓力顯現的因素
(一)直接頂的岩性與厚度
1、直接頂是工作麵直接支護的對象。直接頂的完整性直接影響工作麵的安全及工作麵生產能力的發揮，而且直接影響到工作麵的支護方式，如支架選型、頂板控製設計等。
2、頂板的穩定性取決於兩個因素：一個是岩層本身的力學性質，一個是直接頂岩層內節理裂隙的發育程度。
3、直接頂的分類指標：
①岩石的強度：D=RC·C1·C2
RC——岩石的單向抗壓強度kg/cm2
C1——節理裂隙影響係數
C2——分層厚度影響係數
②直接頂初次跨落步距(L0)
直接頂分類方法(分四級)
Ⅰ不穩定頂板，D≤30 L0≤8m
Ⅱ中等穩定頂板，D=31-70 L0=9-18m
Ⅲ穩定頂板，D=71-100 L0 =19-25m
Ⅳ堅硬頂板，D>25 L0>25
(二)老頂
老頂對工作麵礦山壓力顯現的影響取決於兩個因素。一是直接頂的厚度，顯然直接頂越厚，老頂距煤層越遠，破斷後的老頂就越易形成結構，呈現緩慢下沉式平衡結構的可能性就越大。二是老頂岩層本身的強度。老頂岩層越厚、越硬，形成結構的機會越多，因而初次來壓步距就越大，初次來壓的強度也就越大。
老頂的分類指標
直接頂厚度與采高的比值：Km=
其中
h——直接頂厚度，m——采高。
老頂初次來壓步距(L)
分類方法(分四級)
Ⅰ老頂來壓不明顯頂板，Km=3~5
Ⅱ老頂來壓明顯頂板，0.3≤Km<3~5 L=25~30m
Ⅲ老頂來壓強烈頂板，0.3≤Km<3~5 L>50m 或Km<0.3
L =25-30m
Ⅳ老頂來壓極強烈頂板，Km<0.3 L>25
(三)采高與控頂距
采高越大，采出的空間越大，必然導致上覆岩層破壞嚴重。
控頂距大小，取決於直接頂的穩定性。直接頂破碎應盡量縮小控頂距;直接頂比較完整，上覆岩層壓力重心後移，應盡量擴大控頂距，以保持支架的穩定性。
(四)工作麵推進速度
工作麵支柱所承受的壓力是時間的函數。支撐時間越長，柱子受壓越大，故應加快工作麵推進速度。
工作麵推進速度太快，工作麵放頂、破煤工序發生頻率就高，對頂板下沉量的影響增大，加速了頂板破碎。因此，加快工作麵推進速度，隻能在一定程度上減輕礦山壓力，但不能避免礦山壓力的影響。
(五)開采深度的影響
(六)煤層傾角的影響
(七)分層開采的影響
四、工作麵常見頂板02manbetx.com 類型的防治方法(舉例)
(一)老頂初次來壓期間的頂板事故。
(二)工作麵上、下端頭壓力增高區的頂板事故
(三)複合頂板條件下的大麵積冒頂事故
(四)破碎頂板條件下的“漏頂、片幫”事故
(五)比較穩定頂板條件下“人字劈、梯形劈”冒頂事故
五、采區巷道礦壓的基本知識
(一)移動性支承壓力和固定性支承壓力的概念
移動性支承壓力：工作麵大麵積回采以後，采空區上方岩層的重量將向周圍支承壓力區轉移，在采空區四周形成支承壓力帶(圖4)。工作麵前方形成超前支承壓力，由於超前支承壓力隨著工作麵的推進不斷向前移動，故稱之為移動性支承壓力。
固定性支承壓力：工作麵沿傾斜方向上下及工作麵後方附近煤休上形成的支承，壓力並不隨工作麵前進而變化，故稱之類固定性支承壓力。
(二)采區巷道礦壓顯現一般規律
沿空留巷條件下，回采巷道礦壓顯現規律(圖5)
掘進影響帶
無采掘影響帶
工作麵前方采動影響帶
工作麵後方采動影響帶
工作麵後方采動影響穩定帶
二次采動影響帶
采區斜巷礦壓顯現一般規律(圖6)
煤壁邊緣卸載帶：該帶內由於支承壓力的作用，煤體產生變形破壞，承載能力降低，於上方覆岩層的支承點向深部轉移，在此處形成比原岩應力更低的應力卸載帶(2~6m)。
支承壓力影響帶：也叫壓力增高區或增壓區，範圍為30~40m，如果采區巷道開在這一影響帶內，壓力很大，很難維護。該區還可以細分為三個帶。即支承壓力上升帶、支承壓力高峰帶和支承壓力下降帶。
原岩應力帶：已超出采動影響範圍。
六、減輕采區巷道受壓的措施
(一)使巷道處於低壓區
應用沿空巷道
沿空掘巷
沿空留巷
2、進行跨巷回采
跨越平巷回采
跨越上山回采
跨越石門回采
3、掘前預采
4、在采空區中形成巷道
5、采用寬麵掘進(薄煤層)
(二)將巷道布置在岩性較好的岩層中
為巷道選擇性質穩定的岩層
使巷道處於均質的煤和岩體中
避免將巷道布置在地質破壞區。
(三)對巷道進行卸壓
鑽孔卸壓法
切槽卸壓法
爆破卸壓法
第五講 礦井水災防治
一、目前我國煤炭企業礦井水災防治的現狀
隨著開采深度的增加，礦井湧水係數不斷增大，湧水量越來越大。
大的突水事故不斷發生，甚至造成重大的人身傷亡事故。
部分煤炭企業對礦井水災防治重視程度不夠，措施不力。
各礦區輕視水文地質工作，水文地質人員奇缺，水平較低。
對礦井水災防治策略缺少研究，認識模糊，防止水災策略不適當。
注漿堵水技術普及程度太低，缺少有效的堵水手段，麵對水災，束手無策。
部分礦井長期疏放水，造成很大的經濟損失，降低了煤炭企業的市場競爭能力，企業效益下降。
二、目前對礦井防治水策略的學術爭議
降壓開采策略
計劃經濟時期長期形成的防治水策略，認為必須采取疏幹降壓措施，將水位降到開采水平之下，再進行煤炭開采，可以從根本上消除礦井突水的威脅。這一觀點的主要問題有：
1、礦井水源補給太廣，長期排水並不能降低水壓，反而增加了開采成本。
2、井下斷層、裂隙並不是全部都能導水，某些湧水通道可以通過注漿的方法進行封堵，采用長期排水措施，費用太高。
3、長期排水並不能改變帶壓開采的局麵。
帶壓開采策略
認為井下所有的突水點都必須注漿封堵，不能讓水出來，礦井不排水，實行完全帶壓開采策略。主要問題是：
1、某些突水很難通過注漿的手段進行封堵。如采空區底板滯後突水、大麵積底板裂隙突水、開放式斷層複雜區突水等。
2、某些突水不能堵。如靜貯量水源突水點、老空水、老窯水等，水越放越少，時間長了就可以疏幹，不必封堵。
3、有些突水由於湧水通道複雜，堵水難度較大，堵水成本過高，不易封堵。
堵放結合的帶壓開采策略
對水文地質簡單區，采用降壓開采策略;對於水文地質複雜區，水源補給太廣，湧水量太大的礦井采用帶壓開采策略，靈活掌握。這一觀點代表了現代礦井水防治技術的主流，是經過長期礦井水災防治實踐而得出的結論。但采取這一策略必須做到：
加強對礦井水文地質與工程地質的研究，進一步探索礦井突水機理和規律。
製定強有力的防治水措施。包括礦井主排水係統的排水能力，局部突水的治理方法，和防治水有關的開采技術，日常的水文地質工作等。
各礦區必須建立自己的注漿堵水隊伍，研發廉價的注漿堵水材料，有效的注漿設備和先進的堵水工藝。
建立完善的水文地質觀測網，摸清井下水文地質實際狀況，做到心中有數。
三、礦井水文地質基本知識
礦井的主要湧水水源
按埋藏條件對地下水進行分類
上層滯水：埋藏在離地表不深的飽氣帶中局部隔水層之上的重力水。分布範圍有限、水量少，季節性存在。
潛水：埋藏在地表以下第一個隔水層之上的，且有自由水麵的重力水。是礦井主要的湧水水源之一。其特征是：水麵之上無隔水層存在，水量隨季節變化，水主要由大氣降水補充;無水壓，可能會在地表覆蓋層中形成流砂層，對建井影響很大。
承壓水：充滿於兩個隔水層之間的含水層中的重力水，又稱自流水。其特征是：承壓含水層與地表之間存在隔水層，受氣候影響較小，動態變化穩定，水質不易汙染;承壓水以側向補給為主，使補給區和分布區不致，由於承壓水存在兩個隔水層之間，承受靜水壓力，壓力大小由測壓水頭決定。
按含水層的空隙性對地下水進行分類
孔隙水：存在於鬆散岩層中的水，其存在條件取決於岩石孔隙的發育程度。常見的空隙水含水層有流砂層、礫石層等。
裂隙水：埋藏在基岩裂隙中的地下水。裂隙的性質和發育程度決定了裂隙水的存在和富水性。岩石的裂隙可分為風化裂隙、成岩裂隙和構造裂隙。這些裂隙分布廣，發育不規則，有些呈層狀裂隙，有些是脈狀裂隙。尤其是斷層，富水性更強，但主要是張性斷層。常見的裂隙水主要是砂岩裂隙含水層和石灰岩含水層。
岩溶水：埋藏於岩層溶隙、溶槽和溶洞中的水。象石灰岩、石膏岩、鹽岩、白雲岩都有極強的岩溶性質，形成大量的卡斯特現象，是礦井主要的含水層。
礦井主要的湧水水源
孔隙水
裂隙水
岩溶水
地表江、河、湖、水庫中的水
大氣降水
老窯水和老空老巷積水。
礦井主要湧水通道
岩石的孔隙。
岩石的裂隙(主要是縱向裂隙和張性斷層)。
岩石的溶隙、溶槽和溶洞。
人工通道：全部跨落法造成的裂隙、巷道揭露含水層或導水通道、鑽孔打通含水層等。
影響礦井湧水量大小的因素
覆蓋層的透水性和巷道圍岩的出露條件。
地形條件的影響。
地質構造的影響。
四、礦井水災的防治措施
做好地麵的水文地質工作
收集地麵氣象、降雨量，河流等水文地質資料。
收集井下湧水隨季節的變化規律。
調查地麵老空、老窯分布範圍及其他礦井水文地質情況。
調查地表江、河、湖、水庫、海洋對礦井水的影響
建立地表礦區水文觀測網，長期觀測並記錄各水源水位、水壓的變化情況，繪製礦區等水位線圖，繪製水位變化曲線，探索水位變化規律。
做好礦井水文地質工作
掌握衝積層厚度、組成、分層厚度、含水性、透水性
掌握斷層位置、落差、延展長度、方位、破碎帶寬度及其含導水性。
掌握含水層與隔水層的相對位置、層數、厚度、岩性、水壓、湧水量、補給水源的位置及補給強度，鑽孔的導水性、分布範圍。
調查老空區、老巷的分布，積水情況及對本礦開采的影響。
將以上情況編製水文地質圖。
建立穩定的礦井主排水係統
根據實際需要，在井下做放水實驗，掌握礦井正常湧水量和最大湧水量。
按照設計規範要求，設計並建立足夠排水能力的礦井主排水係統，保證可靠運行，使礦井有一定的抗災能力。
定期對礦井主排水係統的排水能力進行檢驗，發現問題，及時采取措施。
建立可靠的井下二級排水係統(下山排水、二水平排水)
井下探水
礦井正常生產期間、建井期間、延深期間，井下探水尤為重要，是礦井水災防治的重要手段。井下探水要貫徹“物探先行，鑽探驗證，有疑必探，先探後掘”的基本方針，並加強這方麵的設計和管理工作。
配備足夠的鑽機和勘探設備
培養一支專門的探水隊伍。
加強物探工作(電測、聲測、地震波測、視測等)
與科研部門、高等院校加強聯係，加強探水工作。
井下疏放水
主要疏放靜儲量含水層的水、老窯水和老空水。但疏放水要講究策略和方法，提高放水的安全性。一般采用直接疏放、先堵後放、先放後堵幾種方法。對於老空水疏放，一定要在先行控製的情況下，再行疏放。對於疏放含水層的水，可以采用地麵打鑽疏放，井下疏水巷道疏放及井下鑽孔疏放。
井下防止突水的措施：主要是收集突水征兆，提前發現，早作準備，防患於未然。
與承壓水有關的縱向裂隙、斷層突水預兆
頂板壓力增大
小的突水點水量明顯增大
有底鼓、底軟現象發生
采場及巷道湧水量明顯增大
衝積層突水征兆
湧水處水有增大趨勢，且伴有細砂
大量噴水噴砂
局部發生冒頂，並湧出流砂
老空水突水征兆
煤層發潮，暗淡無光
煤層掛汗
掘進工作麵或采場溫度下降、發涼
煤體內部有吱吱的聲音
水呈紅色、褐色、發臭
注漿堵水
五、注漿堵水的基本知識
注漿技術的發展曆史
注漿技術的發展現狀和科研成果
注漿材料的研究成果
注漿設備的研究成果
注漿工藝的研究成果
注漿技術的應用前景及科研方向
注漿堵水的基本方法
按注漿工作與采掘工作的先後順序分類
預注漿
後注漿
按使用的注漿材料分類
水泥注漿
粘土注漿
化學注漿
按注漿壓力形式分類
靜壓注漿
高壓噴射注漿
按漿液在地層中的運動方式分類
充填注漿
滲透注漿
擠壓注漿
置換注漿
按注漿目的分類
加固注漿
堵水注漿
注漿材料
對注漿材料性能的一般要求
粘度低，流動性好，可注性強。
凝膠時間可在寬域內控製，漿液流程可控。
穩定性好，長期存放不變質。
無毒、無味、不汙染環境、不損害人體。
不腐蝕設備。
固化後不收縮、無龜裂。
結石率要高。
結石體強度高，耐老化。
有一定細度，能注入岩體微裂隙中。
價格便宜，配製方便、操作簡單、材料來源廣。
注漿材料分類
無機係列：單液水泥漿、水泥粘土漿、水泥水玻璃漿、水玻璃漿。
有機係列：丙烯酰胺類、脲醛樹脂類、糖醛樹脂類、聚胺脂類、其他。
水泥——水玻璃漿液的凝固機理
2(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O +3Ca(OH)2
矽酸三鈣 水化矽酸鈣 氫氧化鈣
2(3CaO·SiO2)+4H2O →3CaO·2SiO2·3H2 O+Ca(OH)2
矽酸二鈣 水化矽酸鈣 氫氧化鈣
3CaO·Al2O3)+6H2O →3CaO·2 Al2O3·3H2O+Ca(OH)2
鋁酸三鈣 水化鋁酸鈣 氫氧化鈣
由於Ca(OH)2的存在，水泥凝固時間較長，難以滿足注漿的要求，必須采取措施，研究縮短水泥凝膠時間的方法，水玻璃是有效的速凝劑之一。
水玻璃也叫矽酸鈉或泡花堿，分子式為Na O·SiO2。
Ca(OH)2+ Na O·nSiO2→CaO·nSiO2·mH2O↓+Na (OH)。
水玻璃把Ca(OH)2置換為水化矽酸鈣。使水溫快速凝固，凝固時間一般可控製在30~60秒之內，並且可以調節。
衡量水玻璃性質有兩個重要參數。
模數：M=
一般情況下M=2.4~3.3
濃度：用玻美度(Bé)表示，實際應用時有兩種水玻璃：
38 Bé M=3.1~3.3 注漿用
51 Bé M=2.4~2.6 堵漏用
如果想進一步縮短CS漿液的凝膠時間，也可以在其中加入其他的化學添加劑，如三乙醇胺、氯化鈉、矽粉等，可將CS漿液的凝膠時間縮短至7~15秒。如果要延長CS漿液的凝膠時間，可在其中加入緩凝劑，如磷酸二氫鉀等。
注漿設備
鑽孔設備(鑽機)
MK-300 風鎬
MK-400 煤電鑽
深孔鑽機 MK-500 淺孔鑽機 鑿岩機
Q2J-100 錨杆鑽機
Q2J-200 錨索鑽機
注漿設備
常用的設備有：KBY50/70、KBY30/120、2TGZ60/120、2TGZ50/210等
配套設備：注漿管、混合器、攪拌機、貯漿池等
注漿工程案例
立井地麵預注漿
立井工作麵預注漿
立井工作麵後注漿
壁後注漿、壁內注漿、圍岩注漿
井下集中突水的注漿封堵
井下大麵積的高壓突水的注漿封堵
溶洞突水的注漿封堵
井下特大突水事故的地麵注漿治理
