[中国矿业大学课件特殊开采]2-3建筑物下采煤井下技术措施.pptVIP

第三节 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。 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开采, 采用倾斜分层 2）急倾斜煤层开采 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 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 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8?15%，专门的充填设备和设施，充足的充填材料，吨煤成本中增加充填费用 水力充填系统:材料加工及选运系统、贮砂及水砂混合系统、输砂管路系统和供水及废水处理系统。 2、条带采煤法 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% 条带采煤法 大同白洞居民村下 徐州 韩桥、徐州沛城城下 枣庄、抚顺 阜新平安矿建筑物下 蛟河矿奶子山镇下 四川南桐隧道下 鹤壁九矿工人村下 峰峰矿区 条带+充填 ?—0.02?0.05 条带+垮落 ?—0.05?0.15 3、采空区离层带中高压注浆 通过地面钻孔向开采后已形成离层但还没有闭合的岩层缝隙中进行高压注浆，可有效减少地表下沉。 80年代抚顺局老虎台矿减少下沉56.9?65.2% 增加成本 离层带高压注浆效果 三、减少地表变形的井下开采技术措施 能减少地表变形但不能明显减少地表下沉 1、限厚开采（微分层开采） 建筑物允许的水平变形为[?] 开采后地表最大的水平拉伸变形为?max ?max?[?] 一次采出厚度由最大允许水平变形值?max来决定 限厚开采 1 限厚开采举例 取[?]=1.5mm/m H=500m ?=10? b=0.3 ?=0.8 tg?=2 则m?1043mm。 简述在村庄下采煤时，采深加大后可以不迁村采用长壁垮落开采的原理。 2、消除或减少开采引起的地表变形不利叠加，利用地表变形有利叠加 （1）上下分层或上下煤层间歇开采 在先采的煤层或分层引起的地表移动稳定后再继续开采相邻的分层或煤层 限制了同时开采的采厚 消除上下煤层或分层开采影响相互叠加 问题： 工作面接替 不利于 巷道维护时间长 集中生产 （2）尽量实行无煤柱开采，避免在建筑物下残留尺寸不当的煤柱 阶段、水平、大巷、上下山和区段煤柱，以及断层煤柱。 L??r L??r,工程意义上的地表变形不叠加 L=0.8r （3）布置较长的工作面，使建筑物仅受动态变形 超充分采动盆地中央W=W0、i=0， K=0、 ?=0，U=0 （4）工作面协调开采 利用上下煤层或上下分层同时开采所产生的地表拉伸变形与压缩变形相互抵消,减少开采对地表的影响 上下煤层或上下分层协调开采 同一煤层相邻工作面协调开采 上下工作面协调开采 上下工作面协调开采 结果：少受一次拉伸变形 当上煤层较薄下煤层较厚时，使最大拉伸变形减少。 同煤层相邻工作面协调开采 锯齿形工作面 台阶形工作面 原理： 先采的部分为非充分采动，变形量小； 让后采的工作面的拉伸变形与先采工作面的压缩变形抵消一部分。 同煤层相邻工作面协调开采 (5)合理布置各煤层或上下分层的开采边界 避免建筑物位于开采影响边界 避免建筑物承受拉伸变形 尤其是避免最大拉伸变形，即避开0.4r处。 合理布置各煤层或上下分层的开采边界 合理确定建筑物与开采区域的相对位置 矩形建筑物长轴方向抗变形能力较小 短轴方向抗变形能力较大 位于区段内时，工作面应平行于建筑物长轴布置 合理确定建筑物与开采区域的相对位置 建筑物位于区段外时，工作面应垂直建筑物长轴方向布置? 避免工作面与建筑物长轴斜交，承受长期拉变形 4、对称背向开采 保护孤立的建筑物 建筑物抗压缩变形能力大， [?压] ＞[?拉] 开切眼位位于建筑物正下方，使建筑物不承受拉伸变形，而承受叠加后较大的压缩变形。U=0，W=W0 为避免建筑物承受较大的压缩变形，在建筑物下方r/2处开切眼，建筑物承受少量拉伸变形和少量压缩变形 开采边界处理 ?原则上建筑物应避开开采边界 当不可避免地位于开采边界位置处时，边界要处理 上下煤层和上下分层合理边界位置 边界充填矸