3-4 条带开采.ppt

3 4条带开采技术 一 条带开采技术原理二 条带开采设计方法三 条带开采沉陷预计四 条带开采工程实例 一 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80 90 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 1 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 2 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400 500m 单一薄及中厚煤层 厚度比较稳定 顶底板岩层和煤层较硬 3 条带开采的岩层移动和变形特点 Abovegob subsidencedecreasegraduallyfromgobtosurfaceAbovepillar subsidenceincreasefromdowntoup PartialMiningStressDistribution Surfacesubsidencemechanismofpartialminingisdifferentfromthethelongwallmining wholeminingwithoutbigpillars Inpartialmining thesurfacesubsidenceismainlycausedbypillarsandstratacompression 4 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 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 二 条带开采设计方法 采出率C C一般为40 60 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 采出条带宽度b b应等于或小于 1 10 1 4 H 我国已有的采出条带宽度多在10 50m 采出条带宽度b 取决于保留条带的宽度和采出率 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 取决于保留条带的宽度和采出率 基于关键层理论的建筑物下条带开采设计流程 保留条带宽度a 1 稳定性要求宽高比要求 充填条带 垮落条带 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 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压强度 通过下式来计算立方体煤柱的原位强度 式中 m 立方体煤柱的原位强度 MPa c 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 式中 p 煤柱实际强度 MPa m 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 渐进破坏理论的煤柱稳定判别条件为 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 三 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 地表下沉预计 探测结果对二二采区第3留设条带煤柱稳定性进行掘巷工程探测结果表明 采空区冒落充填密实 煤柱处于三向采状态 煤柱无