特殊采煤法5.pptx

条带开采沉陷预计方法
概率积分法 数值模拟法 实测纠偏法
3、采空区离层带中高压注浆
通过地面钻孔向开采后正在离层的岩层缝隙中进 行高压注浆，使岩体进一步碎裂 可减少下沉 80年代抚顺局老虎台矿减少下沉56.965.2% 增加成本
条带煤柱强度稳定性评价方法
煤柱稳定性评价方法可归纳为两类：一是 极限强度理论；另一是渐进破坏理论。 极限强度理论的煤柱稳定判别条件为：
F p 1.5 ~ 2.0
Pp 选择“辅助面积法”求取煤柱载荷；按比涅 乌斯基公式求取煤柱强度。
（2）条带煤柱强度确定方法
由实验室较小尺寸试样获得的煤块单轴抗
一、防止地表突然下沉和塌陷
1）在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部, 采用倾斜分层 2）急倾斜煤层（浅部）
采用分层间歇式采煤法 严禁无限制地放煤 煤层顶板坚硬不易冒落时要人工强制放顶。 煤层露头处应保留足够高度的煤柱 3）若建筑物位于煤层露头附近或其下方有浅部煤 层或煤层上方覆岩为石灰岩地层，需查明建筑物 下方是否有老窑、废巷、岩溶、老井以及他们被 充填的程度
1、充填法处理采空区
充填法处理采空区 水砂充填 风力充填 矸石自溜充填 水砂充填法,地表最大下沉值仅为采厚的
815%，专门的充填设备和设施， 充填材 料，吨煤成本中增加充填费用
水砂充填采煤法
16
5
17
2
41
3
1—行人斜井；2—砂仓；
6
3—注砂室；4—斜井；5—
地面清水池；6—注砂管；
7—流水上山；8—流水道；
保护建筑物技术措施
河南理工大学安全技术培训学院 尹士献
保护建筑物技术措施
➢ 建筑物下采煤的井下开采技术措 施
➢ 地面保护措施 ➢ 井下、地面协同作用保护建筑物
建筑物下采煤的井下开采技术措施
建筑物下采煤的目的： 采出煤炭资源 尽可能地减少建筑物受损害的程度。 规程规定的建筑物压煤容许开采的条件 井下采取开采技术措施 地面对建筑物要采取加固维修措施。
压强度，通过下式来计算立方体煤柱的原位强
度：
m c
D 0.9
式中 σm——立方体煤柱的原位强度，MPa ; σc——实验室试样的平均单轴抗压强度，MPa； D——实验室圆柱体试样的直径或立方体试样的边
长，m。
考虑煤柱形状的影响，各国学者提出多个煤柱 强度的估算公式，目前应用较多且实用性更强的为 比涅乌斯基（Bieniawski）公式，其具体计算公式为：
采出率C
C b 100% ab
C一般为4060%
ba
采出条带宽度b
地表要避免出现波浪形下沉盆地 采宽等于或大于三分之一埋深时，地表就要出 现波浪形的下沉盆地。
b应等于或小于
（1/101/4）H
H
我国已有的采出条带宽 度多在1050m
b
a
采出条带宽度b
取决于保留条带的宽度和采出率
ba
C b ab
条带开采注意的问题
上行开采顺序有利于保留条带基本不再受重复采 动影响。 当煤层间距较小时上下煤层或上下分层的煤柱要 对齐。 保留条带中尽量不开掘巷道或少开掘巷道 不得随意扩大采出条带宽度和缩小保留条带宽度。 回采巷道采用锚杆支护能起到加固保留条带的作 用。
条带开采设计方法
主控参数： 采出条带宽度b 保留条带宽度a 采出率C 设计方法： 经验方法 基于关键层的方法
C=Constant ，b a 当采出率恒定时，采出 煤柱宽度增加时，保留条带宽度也增加，煤柱稳 定性也增加。
采出条带宽度b
取决
C b ab
1 ab
于保
Cb
留条 带的 宽度
a 1 b
b aC
和采
1C
出率
a 1C
bC
保留条带宽度a
（1) 稳定性要求
h
宽高比要求
a
垮落条带
a h
5
充填条带 a 2 h
主要缺点是采出率低， 采出率30～60%，巷道 掘进多，工作面效率低
ba
条带划分的类型
❖以条带面推进方向 走向条带 搬家少
稳定性差 倾斜条带 搬家多
稳定性好
ba
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。
9—沉淀池；10—排泥罐；
11—水仓；12—水泵；
15
18
13—排泥矿车；14—吸水
井；15—排水管；16—运
砂矿车；17—供水管；
7
18—已充填的采空区
13
8
10 9
12 11
14
2 条带开采技术
➢条带开采技术原理 ➢条带开采设计方法 ➢条带开采沉陷预计 ➢条带开采工程实例
条带开采技术原理
煤层划分为若干条带，各条带相间开采，采出条带采出后， 由保留条带支撑上覆岩层重量。 条带采煤法能够有效地减少地表变形，减少地表下沉量可达 8090%
二、既能减少地表下沉又能减少地表变形的井下开采技 术措施
W0 m cos
地表移动和变形的 各项指标均与最大 下沉值成正比
U 0 bW0
i0
W0 r
K0
பைடு நூலகம்
1.52 W0 r2
0
1.52 bW0 r
倾斜
使建筑物重心偏移，增加了 附加力，影响稳定性。 危害程度与建筑物高度成正 比。 烟囱、水塔、电杆 一般平房影响不大。
p m (0.64 0.36Wp / h)n
式中 σp——煤柱实际强度，MPa； σm——立方体煤柱强度，MPa； Wp——条带煤柱宽度，m; n——当Wp/h＞5时，n=1.4; 当Wp/h＜5时，n=1。
渐进破坏理论认为：煤体变形破坏是一个 复杂而渐近的过程。
对应煤体变形破坏过程的三个阶段，可将煤 柱变形破坏分成三个区，即松弛区、塑性区 及弹性区。
曲率
平面曲面，在正负曲率作用下，应力重新分布 平面状态：建筑物的作用力和地基的反作用力平衡
正曲率建筑物顶部开裂 负曲率建筑物底部开裂
水平变形
使建筑物受拉或受压
拉伸变形危害最大
[拉][压] 几倍—几十倍 拉伸变形大于1mm/m， 砖石结构出现细小的竖 向裂隙。
拉伸变形
压缩变形
压缩变形较大时，墙壁压碎，地板鼓 起，围墙褶曲
松弛区 塑性区 x0
弹性区
塑性区 松弛区 x0
渐进破坏理论的煤柱稳定判别条件为：
Wp 2x0 65%
Wp
选择威尔逊公式计算煤柱屈服区宽度。
威尔逊（Willson）煤柱屈服区宽度简化 公式，即：
x0=0.00492hH 式中 x0——煤柱屈服区宽度，m；
h——煤层采高，m； H——煤层采深，m。