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矿山压力与岩层控制 解放层开采 * * 课题研讨： 主讲人：孙国进 解放层开采的卸压作用 解放层开采 * * 基本概念 解放层：指煤层群中没有冲击地压危险或冲击地压危险较小的煤层。 保护层：在开采煤层群时，有的煤层突出（煤与瓦斯突出）危险性大，有的煤层突出危险性小，甚至没有突出危险性。在开采有突出危险的矿井，必须采取相应的防突措施。在突出矿井中，预先开采的并能使与其相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减小或消除突出危险的煤层叫保护层，后开采的煤层称被保护层。 解放层开采 * * 基本概念 下解放层开采：解放层位于卸压煤层下方为下解放层开采。 解放层开采 * * 基本概念 下解放层开采：解放层位于卸压煤层下方为下解放层开采。 解放层开采 * * 基本概念 上解放层开采：解放层位于卸压煤层上方为上解放层开采。 解放层开采 * * 基本概念 上解放层开采：解放层位于卸压煤层上方为上解放层开采。 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 卸压范围的划定： (1) 沿倾斜方向的保护范围 A－解放层 B－被解放层 C－卸压范围边界线 δ－卸压角 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 卸压角的大小与煤层倾角、煤系地层的岩石力学性质等因素有关，但主要取决于煤层倾角，应根据矿井实际考察结果确定其卸压角，也可参考经验数据进行划分倾向被保护层工作面的保护范围边界。 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 煤层倾角ɑ/(o) 卸压角δ/(o) δ1 δ2 δ3 δ4 0 80 80 75 75 10 77 83 75 75 20 73 87 75 75 30 69 90 77 70 40 65 90 80 70 50 70 90 80 70 60 72 90 80 70 70 72 90 80 70 80 73 90 78 75 90 75 80 75 80 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 卸压范围的划定： (2) 沿垂直方向的卸压范围 相对层间距离和煤层倾角是决定解放层卸压效果的关键因素，但解放层回采工作面参数对卸压也有着不可忽视的影响。因此，在反映解放层厚度与层间垂距的相对层间距基础上，综合考虑煤层赋存条件、层间硬岩以及保护层工作面回采参数的影响，引入当量相对层间距的概念： 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 对于下解放层开采： 对于上解放层开采： 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 下解放层开采分类情况表 下解放层分类 当量相对层间距 被解放层在“三带”的位置 近距离 Rmin≤R≤20 裂隙带中下部 远距离 20R≤40 裂隙带与弯曲下沉带边缘 超远距离 40R≤Rmax 弯曲下沉带 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 上解放层开采分类情况表 上解放层分类 当量相对层间距 被解放层在下伏岩层的位置 近距离 Rmin≤R≤20 底鼓裂隙带中下部 远距离 20R≤50 底鼓变形带 解放层开采 * * 解放层开采的卸压范围及判别方法 卸压范围的划定： (3) 沿走向的卸压范围 卸压角：若保护层采煤工作面停采时间超过3个月且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、采止线及所留煤柱边缘位置的边界线可按卸压角δ=56°～60°划定 超前距：超前距一般不得小于两个煤层之间垂直距离的3倍，并不小于100m。 解放层开采 * * 解放层开采卸压效果实例分析 工程概况： 济宁三号煤矿主采煤层为3上煤和3下煤，其中3下煤层冲击倾向性较强。随着开采深度及范围的扩大、地质构造日趋复杂，原岩应力及围岩移动释放的能量强度增大，矿井冲击危险性逐年升高。 3上煤结构简单，平均倾角3°，平均厚度1.72m；3下煤平均厚度6.86m，煤层间距34m。 3上煤作为解放层，经计算为近距离解放层开采。 解放层开采 * * 解放层开采卸压效果实例分析 模型的建立： 解放层开采 * * 解放层开采卸压效果实例分析 模拟结果分析： 解放层开采 * * 解放层开采卸压效果实例分析 现场观测结果对比分析： 测站安装：为对比验证数值模拟结果，对模拟区域被解放层的地应力变化进行了现场实测。观测方案如图所示，1至4号应力计安装深度分别为19m、23m、34m、30m，水平间距2m距离底板1.2m左右，垂直3上煤胶带巷方向施工。 矿山压力与岩层控制