建筑物下采煤02-4条带采煤法.ppt

第四节条带式采煤法,条带采煤法开采的一般条件煤层埋深一般小于500m采厚一般在2m左右，个别达到48m,目前已放顶煤采出率一般在4060%地表下沉系数一般小于0.1，个别达到0.16我国目前已从单一煤层开采发展到煤层群从薄及中厚煤层开采发展到放顶煤条带开采,一、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；地面排水困难。条带采煤法开采的理想地质条件：煤层埋深小于400500m，单一煤层，厚度比较稳定，顶底板岩层和煤层较硬,二、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以采空区处理方法充填条带减少变形下沉增加稳定性垮落条带,三、条带开采的岩层移动和变形特点,工作面矿压显现特点断裂带高度降低，工作面基本顶来压现象减弱或消失，对底板破坏减弱，巷道矿压显现不明显,地表移动和变形特点,地表下沉系数小随采出率降低而减小，C在50%左右时，一般在0.15以下。,地表下沉的组成：保留条带压入底板保留条带自身被压缩保留条带上方的岩柱被压缩,主要影响角小，主要影响半径大r,地表移动和变形特点,地表移动和变形特点,水平移动系数随采深增加变小b条=(1.29-0.0026H)b全地表移动期短T条(0.40.5)T全采地表多次下沉受相邻条带或邻近煤层条带开采影响长壁开采无此影响,主控参数：采出条带宽度b保留条带宽度a采出率C,四、条带尺寸设计,1、采出率C,C一般为4060%,正规条带采煤法地表下沉系数与采出率的关系,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。,2、采出条带宽度b,b应等于或小于（1/101/4）H,我国已有的采出条带宽度多在1050m,采出条带宽度b,取决于保留条带的宽度和采出率,C=Constant，ba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,3、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,（2)强度要求,单向受力状态的计算所受的垂直应力,H,的确定m立方体试块单向抗压强度，MPaA、B系数美国A=0.778,B=0.222南非A=0.64,B=0.36h保留条带高度，m；w(a)保留条带度度，m。保留条带的强度随试样宽度变化,单向应力状态的强度要求,保留条带能够承受的极限载荷AHilson两区约束理论假设周边是塑性区，中部是柱核区，受塑性区约束，柱核区处于三向应力状态，强度有一定程度提高,三向应力状态的强度要求,保留条带能够承受的极限载荷,柱核区的强度：=0+3tg0单向抗压强度3煤柱上的侧向压力；tg三向应力系数,=0+3tg当取36时，tg4。则=0+43,保留条带能够承受的极限载荷,设煤柱稳定的极限：柱核区平均应力达到4H塑性区宽度,X04.9210-3Hh,m,保留条带塑性区宽度,b煤柱周边的抗压强度，取0.007MPaK应力集中系数，取4h煤层厚度或采高，mH采深，m,P极限=4H（a-4.92Hh10-3）,X04.9210-3Hh,m,保留条带能够承受的极限载荷,保留条带应满足和保留条带中部应保证有一个弹性区存在能够承受的极限强度（载荷）要大于实际承受的载荷,a2Xo+B(m）B(12)h,保留条带三向应力状态下的强度要求,保留条带实际承受的载荷,实测：距煤壁0.3H的水平距离处，上覆岩层的载荷就能完全被采空区冒落的矸石支撑,保留条带仅承受一部分采出条带上方的岩层重量,其余部分由采出条带采空区的矸石支撑,保留条带实际承受的载荷,保留条带实际承受的载荷P实际=(a+0.3H)H采空区实际承受的载荷P实际=(b-0.3H)H,保留条带实际承受的载荷,这意味着采出条带宽度大于0.6H时，地表将达到最大下沉值，这是与条带采煤法开采的目的是相背的。,b0.6H时,保留条带实际承受的载荷分为三部分,b0.6H时,保留条带实际承受的载荷,b0.6H时,保留条带实际承受的载荷,保留条带实际承受的载荷,P极限=4H（a-4.92Hh10-3）,五、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。,第五节村庄下采煤,村庄下压煤量一般占矿井储量的1030%村庄民房建筑质量参差不齐煤矿与房主之间的关系是公私关系一、不迁村全采，采后维修和补偿二、不迁村条带开采,不迁村全采，采后维修和补偿,理论基础：临界安全开采深厚比（采深H与采厚之比）临界安全开采深度H,临界安全开采深厚比,=2mm/m，b=0.3，=0.8，tg=2，=10H/M=359，M=2m时，临界安全开采深度为718m；,不迁村长壁垮落开采，采后维修和补偿,随着采深度加大，我国枣庄和新汶矿区在村庄下较早地实行了不迁村长壁垮落开采。通过对沉陷区民房损坏调查后认为：当0=4mm/m左右时，沉陷区内8094%的民房仅产生级损坏，采用采后维修和补偿的办法比较经济与实用。,地表最大水平变形与民房损坏率,水平变形小于4mm/m要制定好和损坏等级与之对应的赔偿标准,第七节加固地表建筑物的常用措施简介,1、设置变形