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1、 CH4 TreeTreeHouseBuilding 2FactoryTreeTreeCH4 煤炭开采引起的一系列安全和环境问题都与采煤炭开采引起的一系列安全和环境问题都与采动岩层破断与运动有关。动岩层破断与运动有关。开采沉陷开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顶事故冒顶事故1优选课资煤炭开采煤炭开采岩层移动岩层移动排放矸石排放矸石地下水流失地下水流失与突水事故与突水事故瓦斯卸压流动、瓦斯事瓦斯卸压流动、瓦斯事故与排放瓦斯污染环境故与排放瓦斯污染环境地表塌陷、土地地表塌陷、土地与建筑物损害与建筑物损害占用土地占用土地污染环境污染环境保水开采保水开采煤与瓦斯
2、共采煤与瓦斯共采减沉开采减沉开采矸石减排矸石减排地下气化开采地下气化开采绿色开采绿色开采关关键键层层理理论论煤矿绿色开采的技术框架2优选课资课程的基本要求课程的基本要求l了解煤炭资源开采引起的采动损害与环境问题。了解煤炭资源开采引起的采动损害与环境问题。了解煤炭资源开采引起的采动损害与环境问题。了解煤炭资源开采引起的采动损害与环境问题。l掌握煤矿绿色开采的概念和内涵，树立煤矿绿色掌握煤矿绿色开采的概念和内涵，树立煤矿绿色掌握煤矿绿色开采的概念和内涵，树立煤矿绿色掌握煤矿绿色开采的概念和内涵，树立煤矿绿色开采的理念。开采的理念。开采的理念。开采的理念。l初步掌握采动引起的岩层移动与地表沉陷的基本
3、初步掌握采动引起的岩层移动与地表沉陷的基本初步掌握采动引起的岩层移动与地表沉陷的基本初步掌握采动引起的岩层移动与地表沉陷的基本理论和一般规律。理论和一般规律。理论和一般规律。理论和一般规律。l掌握建筑物保护煤柱设计方法，初步掌握减沉开掌握建筑物保护煤柱设计方法，初步掌握减沉开掌握建筑物保护煤柱设计方法，初步掌握减沉开掌握建筑物保护煤柱设计方法，初步掌握减沉开采技术原理和方法。采技术原理和方法。采技术原理和方法。采技术原理和方法。l掌握防水煤柱留设方法，初步掌握保水开采技术掌握防水煤柱留设方法，初步掌握保水开采技术掌握防水煤柱留设方法，初步掌握保水开采技术掌握防水煤柱留设方法，初步掌握保水开采技
4、术原理和方法。原理和方法。原理和方法。原理和方法。l初步掌握煤与瓦斯协调共采技术原理和方法。初步掌握煤与瓦斯协调共采技术原理和方法。初步掌握煤与瓦斯协调共采技术原理和方法。初步掌握煤与瓦斯协调共采技术原理和方法。l初步掌握煤矿矸石减排技术。初步掌握煤矿矸石减排技术。初步掌握煤矿矸石减排技术。初步掌握煤矿矸石减排技术。3优选课资课程的讲授主要内容课程的讲授主要内容1绿色开采的概念与技术框架绿色开采的概念与技术框架2减沉开采技术减沉开采技术3保水开采技术保水开采技术4煤与瓦斯共采技术煤与瓦斯共采技术5矸石减排技术矸石减排技术4优选课资1 绿色开采的概念与技术框架绿色开采的概念与技术框架 1-1 绿
5、色开采提出的背景绿色开采提出的背景 1-2 绿色开采的理论基础绿色开采的理论基础 1-3 绿色开采的技术框架绿色开采的技术框架5优选课资 1-1 绿色开采提出的背景绿色开采提出的背景一、煤炭资源开发的重要性一、煤炭资源开发的重要性二、采动损害与环境问题二、采动损害与环境问题三、绿色开采的提出三、绿色开采的提出6优选课资二、采动损害与环境问题二、采动损害与环境问题1.开采沉陷破坏土地与地面建筑物开采沉陷破坏土地与地面建筑物开采沉陷破坏土地与地面建筑物开采沉陷破坏土地与地面建筑物2.突水灾害与水资源破坏突水灾害与水资源破坏突水灾害与水资源破坏突水灾害与水资源破坏3.瓦斯灾害与瓦斯排放污染大气瓦斯灾
6、害与瓦斯排放污染大气瓦斯灾害与瓦斯排放污染大气瓦斯灾害与瓦斯排放污染大气4.矸石露天排放问题矸石露天排放问题矸石露天排放问题矸石露天排放问题7优选课资 应力场变化应力场变化 裂隙场变化裂隙场变化 地表沉陷地表沉陷开采损害与环境问题与采动岩层破断与运动有关开采损害与环境问题与采动岩层破断与运动有关.煤层开采 顶板事故与冲击矿压顶板事故与冲击矿压 突水事故突水事故 瓦斯事故瓦斯事故 安全问题环环境境问问题题 破坏土地与建筑破坏土地与建筑 破坏地下水资源破坏地下水资源 排放瓦斯污染大气排放瓦斯污染大气 8优选课资 1-2 绿色开采的理论基础绿色开采的理论基础一、采动岩层破坏的基本规律一、采动岩层破坏
7、的基本规律二、关键层理论的基本原理二、关键层理论的基本原理9优选课资 传统研究（三个方面）传统研究（三个方面） 采场矿压老顶结构模型（力学模型） 岩层内部移动“三带”论（统计加模型） 地表沉陷数理统计 关键层理论思想将采动覆岩作为研究整体；将采动覆岩作为研究整体； 抓起控制作用的主要矛盾。抓起控制作用的主要矛盾。二、岩层控制的关键层理论基本原理二、岩层控制的关键层理论基本原理10优选课资关键层理论研究进展关键层理论研究进展关键层复合破断规律关键层复合破断规律关键层复合破断规律关键层复合破断规律关键层运动对采场矿山压力影响规律关键层运动对采场矿山压力影响规律关键层运动对采场矿山压力影响规律关键层
8、运动对采场矿山压力影响规律关键层运动对开采沉陷影响规律关键层运动对开采沉陷影响规律关键层运动对开采沉陷影响规律关键层运动对开采沉陷影响规律关键层运动对瓦斯卸压运移影响规律关键层运动对瓦斯卸压运移影响规律关键层运动对瓦斯卸压运移影响规律关键层运动对瓦斯卸压运移影响规律关键层运动对导水裂隙演化影响规律关键层运动对导水裂隙演化影响规律关键层运动对导水裂隙演化影响规律关键层运动对导水裂隙演化影响规律11优选课资 1-3 绿色开采的技术框架绿色开采的技术框架一、绿色开采的技术框架一、绿色开采的技术框架二、减沉开采技术体系二、减沉开采技术体系三、保水开采技术体系三、保水开采技术体系四、煤与瓦斯共采技术体系
9、四、煤与瓦斯共采技术体系五、矸石减排技术体系五、矸石减排技术体系12优选课资煤炭开采煤炭开采岩层移动岩层移动排放矸石排放矸石地下水流失地下水流失与突水事故与突水事故瓦斯卸压流动、瓦斯事瓦斯卸压流动、瓦斯事故与排放瓦斯污染环境故与排放瓦斯污染环境地表塌陷、土地地表塌陷、土地与建筑物损害与建筑物损害占用土地占用土地污染环境污染环境保水开采保水开采煤与瓦斯共采煤与瓦斯共采减沉开采减沉开采矸石减排矸石减排地下气化开采地下气化开采绿色开采绿色开采采采动动岩岩层层破破坏坏规规律律一、煤矿绿色开采的技术框架13优选课资2 2 减沉开采技术减沉开采技术2-1 2-1 开采引起的地表沉陷规律开采引起的地表沉陷规
10、律2-2 2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响开采沉陷对地面建筑物的影响2-3 2-3 减少开采沉陷影响的技术措施减少开采沉陷影响的技术措施2-4 2-4 条带开采技术条带开采技术2-5 2-5 充填开采技术充填开采技术2-6 2-6 部分充填开采技术部分充填开采技术14优选课资2-12-1 开采引起的地表沉陷开采引起的地表沉陷规律规律一、地表移动和破坏的形式一、地表移动和破坏的形式二、地表移动盆地的形成及特征二、地表移动盆地的形成及特征三、地表移动的角量参数三、地表移动的角量参数四、地表移动变形参数与分布规律四、地表移动变形参数与分布规律五、关键层运动对开采沉陷的影响五、关键层运动对开采沉陷的
11、影响六、六、开采沉陷预计方法开采沉陷预计方法15优选课资充分采动充分采动地表最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加。地表最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加。非充分采动非充分采动地表最大下沉值随开采区域尺寸增大而增加地表最大下沉值随开采区域尺寸增大而增加 。充分采动与非充分采动充分采动与非充分采动 16优选课资地表移动变形五项指标之间的关系地表移动变形五项指标之间的关系 ( )( )( )( )( )2222dxWdBxdxdWBxUdxWdxKdxdWxixWW=e下沉下沉 水平移动水平移动 倾斜倾斜 曲率曲率 水平变形水平变形 17优选课资非充分和非充分和 超充分超充分采动条件下水平煤层
12、采动条件下水平煤层(或有一定倾角的或有一定倾角的煤层沿走向煤层沿走向) 主断面内地表移动与变形规律主断面内地表移动与变形规律18优选课资地表移动与变形的影响因素地表移动与变形的影响因素1、煤层地质条件、煤层地质条件煤层厚度、倾角、埋深煤层厚度、倾角、埋深2、覆岩与地层条件、覆岩与地层条件岩性、厚度与组合关系，关键层特征，山岩性、厚度与组合关系，关键层特征，山地、地下水地、地下水3、开采技术条件、开采技术条件重复开采、采空区处理、开采速度重复开采、采空区处理、开采速度19优选课资2-2 2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响开采沉陷对地面建筑物的影响一、地表移动变形对建筑物的影响一、地表移动变形对建
13、筑物的影响二、建筑物损坏等级与允许变形二、建筑物损坏等级与允许变形 三、地表移动变形对铁路线的影响三、地表移动变形对铁路线的影响20优选课资砖混结构建筑物破坏等级砖混结构建筑物破坏等级破坏破坏等级等级倾斜倾斜mm/m曲率曲率10-3/m水平变形水平变形mm/m处理方式处理方式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21优选课资建筑物的保护等级建筑物的保护等级保护等级保护等级建筑物名称建筑物名称明令保护的文物，明令保护的文物，级火车站，发电厂主厂房，重级火车站，发电厂主厂房，重要堤坝，采动后可能重大生产、伤亡事故的构筑要
14、堤坝，采动后可能重大生产、伤亡事故的构筑物，工业场地等物，工业场地等高炉、高炉、22万伏高压线铁塔、矿区总变电所、万伏高压线铁塔、矿区总变电所、 级级火车站、三层以上住宅，办公楼、医院、剧院、火车站、三层以上住宅，办公楼、医院、剧院、学校、百货大楼、电视塔，输水管干线等学校、百货大楼、电视塔，输水管干线等、级火车站，砖瓦平房，二层楼房，村庄民级火车站，砖瓦平房，二层楼房，村庄民房，钢瓦斯管道，高压线铁塔等房，钢瓦斯管道，高压线铁塔等农村木结构房屋，简易仓库，临时建筑物农村木结构房屋，简易仓库，临时建筑物根据重要性、用途、破坏后可能的后果根据重要性、用途、破坏后可能的后果22优选课资2-3 2-
15、3 减少开采沉陷影响的技术措施减少开采沉陷影响的技术措施一、留设保护煤柱一、留设保护煤柱二、减少开采沉陷影响的井下技术措施二、减少开采沉陷影响的井下技术措施三、减少开采沉陷影响的地面技术措施三、减少开采沉陷影响的地面技术措施23优选课资-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.圈范围圈范围2.作剖面作剖面3.找边界找边界4.投影点投影点5.煤柱线煤柱线mM一、垂直剖面法留设保护煤柱一、垂直剖面法留设
16、保护煤柱24优选课资1.1.下沉控制技术下沉控制技术二、减少开采沉陷影响的井下技术措施二、减少开采沉陷影响的井下技术措施条带开采房柱式开采充填开采部分充填开采多工作面开采变形控制技术（即协调开采技术）单一工作面开采变形控制技术2.2.变形控制技术变形控制技术25优选课资三、减少开采沉陷影响的井上技术措施三、减少开采沉陷影响的井上技术措施设置钢筋混凝土圈梁、钢拉杆抗变形建筑物组装式建筑物挖变形补偿沟设置滑动层设置变形缝1.1.刚性措施刚性措施2.2.柔性措施柔性措施26优选课资2-4 2-4 条带开采技术条带开采技术一、条带开采技术概述一、条带开采技术概述二、条带开采技术原理二、条带开采技术原理
17、三、条带开采设计方法三、条带开采设计方法四、条带开采沉陷预计四、条带开采沉陷预计五、条带开采工程实例五、条带开采工程实例27优选课资2-5 2-5 充填开采技术充填开采技术一、充填开采技术概述一、充填开采技术概述二、充填开采技术原理二、充填开采技术原理三、水砂充填开采技术三、水砂充填开采技术四、膏体充填开采技术四、膏体充填开采技术五、矸石直接充填开采五、矸石直接充填开采六、高水材料充填开采六、高水材料充填开采28优选课资全部充填部分充填采空区充填冒落区充填离层区充填按充填位置按充填量水砂充填矸石充填自溜充填风力充填机械充填按充填动力膏体充填高水充填水力充填充填开采按充填物质一、充填开采技术概述
18、一、充填开采技术概述1、充填开采方法分类29优选课资2、充填开采地表沉陷的影响因素充填开采地表沉陷充填开采地表沉陷的影响因素的影响因素充填体充填率顶板超前下沉二、充填开采技术原理二、充填开采技术原理充填体压缩率3、充填开采地表沉陷预计等效采高30优选课资2-6 2-6 部分充填开采技术部分充填开采技术一、部分充填开采概述一、部分充填开采概述二、部分充填开采的分类二、部分充填开采的分类三、部分充填开采工程实例三、部分充填开采工程实例31优选课资p按部分充填的位置与充填时机不同 二、部分充填开采的分类二、部分充填开采的分类采空区条带充填技术冒落区注浆充填技术离层区注浆充填技术部分充填部分充填分区隔
19、离注浆充填技术32优选课资3 保水开采技术保水开采技术3-1 3-1 开采引起的岩层导水裂隙演化规律开采引起的岩层导水裂隙演化规律3-2 3-2 水体下保水采煤技术水体下保水采煤技术3-3 3-3 承压含水层上保水采煤技术承压含水层上保水采煤技术3-4 3-4 矿井水的资源化利用矿井水的资源化利用33优选课资3-13-1 开采引起的岩层导水裂隙演化规律开采引起的岩层导水裂隙演化规律一、顶板导水裂隙发育高度一、顶板导水裂隙发育高度二、覆岩关键层对顶板导水裂隙发育高度的影响二、覆岩关键层对顶板导水裂隙发育高度的影响三、顶板导水裂隙侧向边界发育规律三、顶板导水裂隙侧向边界发育规律34优选课资一、概述
20、一、概述1.水体类型水体类型水体类型地表水体松散含水层基岩含水层地下水体35优选课资是隔离水体技术措施水体下保水采煤技术措施消除矿井突水灾害 ，保护水资源 ，实现水体下保水采煤矿井水文地质勘查判别顶板导水裂隙发育高度留设安全煤岩柱降低导水裂隙发育高度注浆堵截水源钻孔疏降巷道疏降回采疏降疏降水体技术措施导水裂隙是否沟通水体疏降水的资源化利用含水层采动后的恢复水体下充填开采水体下部分开采水体下限厚开采否正常开采36优选课资三、水体下保水采煤工程实例三、水体下保水采煤工程实例龙口矿区海下采煤工程实例微山湖下采煤工程实例 神东矿区含水层下采煤工程实例 锦界煤矿松散含水层下采煤工程实例 活鸡兔井烧变岩含
21、水层下采煤工程实例 补连塔煤矿四盘区顶板异常突水灾害机理及防治 高水压松散含水层下采煤工程实例 顶板砂岩含水层下采煤工程实例 巨厚火成岩下离层区水害防治工程实例 37优选课资3-3-3 3 承压含水层上保水采煤技术承压含水层上保水采煤技术一、承压含水层上采煤技术概述一、承压含水层上采煤技术概述二、底板突水类型二、底板突水类型三、底板突水的影响因素三、底板突水的影响因素 四、承压含水层上采煤的理论依据四、承压含水层上采煤的理论依据 五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例 38优选课资三、底板突水的影响因素三、底板突水的影响因素底板突水影响因素底板突水影响因素
22、地质构造水源条件隔水层的阻水能力开采活动引起的矿山压力开采方法39优选课资四、承压含水层上采煤的理论依据四、承压含水层上采煤的理论依据理论依据理论依据底板突水系数底板突水的“下三带”理论底板突水的隔水关键层理论40优选课资五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例五、承压含水层上采煤技术措施与工程实例1.1.承压含水层上安全煤岩柱留设承压含水层上安全煤岩柱留设2.2.承压含水层上断层防水煤柱留设承压含水层上断层防水煤柱留设3.3.帷幕注浆截流技术帷幕注浆截流技术4.4.减少采动底板破坏深度减少采动底板破坏深度5.5.底板注浆加固技术底板注浆加固技术6.6.疏降底板水技术疏降底板水技术41优选课资承
23、压含水层上保水采煤技术措施矿井底板水文地质勘查判别采动底板突水危险性是否存在底板突水危险是否底板承压含水层上安全煤岩柱留设减少采动底板破坏注浆加固底板帷幕注浆截流正常开采消除底板突水灾害 保护水资源 实现承压含水层上保水采煤隔离底板承压水体疏降底板承压水体疏排底板承压水的资源化利用42优选课资3-3-4 4 矿井水的资源化利用矿井水的资源化利用一、概述一、概述二、矿井水的净化与利用二、矿井水的净化与利用三、矿井水资源化利用的工程实例三、矿井水资源化利用的工程实例43优选课资4 4 煤与瓦斯共采技术煤与瓦斯共采技术 4-1 4-1 煤与瓦斯共采的基本概念煤与瓦斯共采的基本概念 4-2 4-2 采
24、前地面钻井开采煤层气技术采前地面钻井开采煤层气技术 4-3 4-3 采动卸压瓦斯抽采技术采动卸压瓦斯抽采技术 4-4 4-4 瓦斯综合利用技术瓦斯综合利用技术 4-5 4-5 煤与瓦斯共采的经济评价煤与瓦斯共采的经济评价44优选课资4-1 煤与瓦斯共采的基本概念 一、煤与瓦斯赋存特性一、煤与瓦斯赋存特性 二、我国煤矿瓦斯灾害现状二、我国煤矿瓦斯灾害现状 三、煤与瓦斯共采技术体系三、煤与瓦斯共采技术体系45优选课资煤与瓦斯共采煤与瓦斯共采煤与瓦斯共采技术体系煤与瓦斯共采技术体系煤层采前抽采煤层采前抽采煤层卸压抽采煤层卸压抽采提高瓦斯抽采率、降低矿井瓦斯涌出量、消除瓦斯事故提高瓦斯抽采率、降低矿井
25、瓦斯涌出量、消除瓦斯事故瓦斯资源化利用、消除大气污染瓦斯资源化利用、消除大气污染 本煤层本煤层卸压瓦斯卸压瓦斯 邻近层邻近层卸压瓦斯卸压瓦斯远距离煤层远距离煤层卸压瓦斯卸压瓦斯 回风井回风井风流瓦斯风流瓦斯 老采空区老采空区卸压瓦斯卸压瓦斯46优选课资4-2 采前地面钻井开采煤层气技术 一、开采工艺一、开采工艺 二、适用条件二、适用条件 三、工程实例三、工程实例47优选课资4-3 采动卸压瓦斯抽采技术 一、采动岩层移动对瓦斯卸压运移的影响一、采动岩层移动对瓦斯卸压运移的影响 二、本煤层采动卸压瓦斯抽采技术二、本煤层采动卸压瓦斯抽采技术 三、煤层群采动卸压瓦斯抽采技术三、煤层群采动卸压瓦斯抽采技术48优选课资卸压瓦斯抽采技术体系 49优选课资5、矸石减排技术、矸石减排技术l概述概述矸石山的危害矸石山的现状矸石减排技术体系l煤巷布置取代岩巷布置煤巷布置取代岩巷布置l矸石井下处理技术矸石井下处理技术矸石井下处理方法矸石井下处理工程实例l矸石综合利用技术矸石综合利用技术50优选课资
