建筑物下条带开采技术的应用研究
浅析建筑物下采煤技术的现状及发展趋势
浅析建筑物下采煤技术的现状及发展趋势摘要:随着我国经济的迅速发展以及安全生产技术的不断进步,人们对能源的需求量也随之增大。
煤炭作为主要能源之一,被大量地开采。
然而,在我国“三下”(建筑物下、铁路下以及水体下)采煤量中,采煤量最大的是在建筑物下,本文就对建筑物下采煤技术现状进行了简要的分析,并且在此基础上,对我国建筑物下采煤技术的发展趋势进行了展望,希望同行业相关人士共同探讨。
关键词:建筑物下采煤研究现状发展趋势0 引言近年来,我国建筑物下采煤技术问题引起社会社会的广泛关注,当从地下开采出煤炭后,其上方覆盖岩层就会失去支撑,继而破坏岩体内部的固有应力平衡,导致采空区附近的岩体产生变形。
而采空区面积达到特定范围后,就会在其上方地表形成变形,从而影响建筑物的基础,严重情况下,会产生破坏的情况。
本文着重对“三下”采煤技术中的建筑物采煤技术进行了分析和展望。
1 我国建筑物下采煤技术现状分析国外研究建筑物下压煤开采较早的国家有英国、俄罗斯、波兰以及德国,而建筑物下开采技术处在世界领先地位的当属波兰。
在国内,前期主要是学习并引进外国的先进经验,对于建筑物下采煤的研究工作主要是对一些矿区进行建筑物下采煤试验,获得了宝贵经验。
根据大量文献与丰富经验表明建筑物的抗变形能力与地表的水平变形值的大小决定了建筑物下采煤的破坏程度,所以,对于建筑物下采煤而言,我们应按照建筑物受力情况、建筑物结构等采取适当的采煤技术,对建筑物选取合理的结构保护措施。
当前,我国建筑物下采煤主要有:①房柱式开采:在开采煤层中掘进一系列宽是五到七米的煤房,以巷道联通中间,形成宽度不等的长条形煤柱。
在设计煤柱时,不仅要节约资源,能够按照需求进行煤柱回收,而且煤柱应具有特定的稳定性,确保足够的强度去支撑顶板。
②协调开采法:通过合理安置开采顺序以及工作面,以对部分地表变形进行抵消,进而保护地表建筑,是避免地表变形的一种有效的措施。
③充填开采法:在煤炭开采工作面后方采空区用填充材料进行上覆岩层支撑,例如:粉煤灰、矸石或者睡砂,从而减少地表环境受到的损坏程度。
建筑物下条带开采技术的应用研究
2 概 况
林 西 矿 九 水 平 西 四 石 门 区 域 对 应 地 面 位
确 定 的 , 采 方 案 要 求 : 面 建 筑 物 破 坏 等 级 开 地
控制在 I 以 内。 级
置 为 林 西 矿 工 业 广 场 西 约 1k 东 起 石 榴 m,
河 . 至 古 冶 水 电 段 , 起 河 西 工 房 , 至 京 西 南 北 山 铁 路 北 侧 约 1 0m 。 区 域 地 势 较 平 坦 , 0 该 地 面 标 高 为 + 3 ~ + 3 , 形 北 高 南 低 , 2 9m 地 东 西 方 向标 高 基 本 一 致 。
路 沿 线 两 侧 有 大 量 建 筑 , 柱 开 采 实 际 变 为 路
铁 路 下 、 筑 物 下 开 采 , 获 取建 筑 群 与 国 家 建 为
铁 路 下 多 煤 层 条 带 开 采 的 经 验 , 西 矿 在 九 林
稳 定 性
稳 定
较 稳 定
水 平 西 四石 门 区 域 进 行 了 建 筑 物 下 条 带 开 采 技 术 的 应 用 与 研 究 , 得 了 成 功 , 现 了地 表 获 实
摘 要 在 百年 老 矿 可 采 储 量 日益 枯 竭 的 情 况 下 , 放 建 筑 物 及 铁 路 下 呆 滞 储 量 尤 为 解
迫 切 , 文 重 点 阐 述 了 多煤 层 、 采 深 、 务 带 开 采 技 术 在 林 西 矿 九 水 平 西 四 石 门 区 本 大 宽
域 成 功 应 用情 况 及取 得 的 技 术 、 济效 果 。 经
维普资讯
20 0 2年 9 月
水 力 采 煤 与 管 道 运 输
第 3期
’ 、 1
§ 技 术经验
浅析建筑物下采煤技术
( 一)条带开采法。条带开采法是一种特殊的开采方 法 ,它是 将 被 开 采 的煤 层 划分 成 比 较正 规 的 条 带 状 ,采 条 ,留一条 ,使留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的 重量 ,而地表只产生较小的移动和变形。条带开采的关 键足确定合适的采留比。条带开采法是保护地面建筑物 的一种有效开采措施。 ( 二)采空区充填法。采空区充填法是在煤炭开采过 程中 ,向工作而后方采空区内充填矸石、水砂或粉煤灰 等充填材料以支撑上覆岩层的顶板管理 办法 。按充填方 式不同可分为风力充填和水力充填 。采用此方法管理顶 板既可以减少覆岩破坏程度又可以显著减少地表移动变 形值 。 结束语 :众所周知 ,如果能够将我国建筑物下的压 煤全部解放出来的话 ,那么就可以有效缓解我国能源枯 竭的危机 ,但是这又是一项 官人而艰巨的任务 ,所以需 要 我们 更 加 努 力 的致 力 于 对三 下 采 煤 的研 究 。开发 出更 有效 的方法以地面最少的代价来换取地下肺腑 的煤炭资 源。 作 者单 位 :淮 北 矿 业 集 团童 亭 矿安 监处
一
参考 资料 :
【 刘天泉 , 1 】 周家俊 . 保安煤柱 的开采与地面建筑物的加固 【 刘宝琛 , 国华 . 2 】 廖 煤矿地丧移动的基本规律 . f】 3 耿德庸 , 仲惟林 . 试论地表 下沉与水平移动的最大值 .
。
高达1 .f吨 ,其中建筑物下压煤达87彳 吨,村庄下压 32乙 .6乙 煤 占建 筑 物 下 的 比例 为 三 分 之二 ,达 N 52 - 吨 。村 庄 .2L  ̄ 压煤几乎遍及各个矿区,一般占矿井储量的l t O 旷 %, 一3 村 庄下 压 煤 不 仅损 源 ,而且 还 会 影 响 矿井 的 生 产 布局 。 制 定相 应 的技 术政 策 、开发 研 究 新 技 术措 施 是 当前 解决 村庄下压煤开采所面临的紧迫问题。伴随着发展和技术 进步 ,煤矿生产的规模不断扩大 ,特 别是 由于工业的迅 速发展和人民生活水平的迅速提高 ,能源资源的相对不
龙固煤矿建筑物下条带开采研究
龙固煤矿建筑物下条带开采研究刘兹山;孙军【摘要】The paper makes a pre-calculation of mining -induced surface movement and deformation with pre-dictive model in strip mining at No .8 coal seam under buildings and optimizes the mining scheme ,which has en-sured the safety of surface building and improved the coal recovery rate .%对龙固煤矿东三采区西部焦化厂二期工程下8煤层条带开采进行研究,采用地表移动变形预测模型对8煤层开采引起的地表移动变形进行预计,并对开采方案进行优化。
实践表明:所选开采方案合理,保证了地面建筑物的安全,提高了煤炭资源的回收率,可供其它煤层的开采提供借鉴。
【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P18-20)【关键词】建筑物下;抗变形指标;地表变形;条带开采【作者】刘兹山;孙军【作者单位】华润天能徐州煤电有限公司龙固煤矿,江苏徐州221613;华润天能徐州煤电有限公司龙固煤矿,江苏徐州221613【正文语种】中文【中图分类】TD823.831 工程概况龙固煤矿位于江苏省徐州市沛县龙固镇境内,矿井始建于1994年,设计生产能力为0.45Mt/a。
东三采区东部以井田边界为界,东北至Fe4断层,西北至Fe6断层及Fe6断层深部尖灭点的237°走向线,西南至井田边界。
开采水平上部至-430m水平,下部至-760m水平。
地面大部分为季节性农田、沼泽地,附近有坑口电厂、焦化厂、氯碱厂和独山集庄台等建筑物和运煤公路。
本文以东三采区西部焦化厂二期工程下8煤层开采为例进行研究,以焦化厂焦炉的抗变形指标进行开采设计。
任务4-条带开采技术
4
5
A─A
2024/7/19
7
2、条带开采的基本概念
❖ 2.2 条带开采的类型
❖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
8
2、条带开采的基本概念
2.3 条带开采的优缺点
条带开采与一般长壁式采煤法相比,有采出率低、掘进率高、采煤工 作面搬家次数多等缺点。但它的突出优点是开后引起的围岩移动量小、 地表沉陷小。
2024/7/19
9
2、条带开采的基本概念
2.4 条带开采的适用条件:
地面为密集建筑群、结构复杂建筑物或纪念性建筑物下采煤; 难以搬迁或无处搬迁的村庄压煤; 铁路桥梁、隧道、或铁路干线下采煤; 水体下采煤以及受岩溶承压水威胁的煤层开采 。
2024/7/19
10
3、条带开采设计
3.1 条带开采设计的一般原则
任务4 条 带 开 采 技 术
2024/7/19
1
1 引言 2 条带开采的基本概念 3 条带开采设计 4 条带煤柱稳定性 5 影响条带开采地表下沉的因素
2024/7/19
2
1、引言
我国是一个产煤大国,开采所引起
Natural Gas
的地表沉陷及其环境灾害问题日益
3%
Oil
突出。全国“三下”压煤量达140亿 23%
由于充填开采成本高等原因,目前在我国应用较少。离层注浆 是近年来发展起来的新方法,尚处于试验研究阶段,在国内应 用也不广泛。
2024/7/19
4
1、引言
建筑物采动损害实例
2024/7/19
5
1、引言
条带开采由于能有效地控制上覆岩层和地表沉陷, 保护地表建筑物和生态环境,在我国煤矿被广泛采 用。
任务4-条带开采技术
Water Energy 7%
吨,建筑物下压煤开采已成为矿区
面临的主要问题,采动损害问题 突
出。
Coal 67%
2019/7/15
3
1、引言
全国建筑物下压煤量就达87.6亿吨,占“三下”压煤总量的 63.5%,居“三下”压煤量之首。
建筑物下采煤问题的关键是控制地表沉陷,控制地表沉陷的方 法主要有充填开采、条带开采、离层注浆等。
2019/7/15
9
2、条带开采的基本概念
2.4 条带开采的适用条件:
地面为密集建筑群、结构复杂建筑物或纪念性建筑物下采煤; 难以搬迁或无处搬迁的村庄压煤; 铁路桥梁、隧道、或铁路干线下采煤; 水体下采煤以及受岩溶承压水威胁的煤层开采 。
2019/7/15
10
3、条带开采设计
3.1 条带开采设计的一般原则
2019/7/15
23
6、小结
重点内容: 条带开采的定义 条带开采设计一般原则
了解内容: 条带开采岩层与地表移动机理 条带开采地表下沉的影响因素 条带煤柱稳定性
2019/7/15
24
4
5
A─A
2019/7/15
7
2、条带开采的基本概念
2.2 条带开采的类型
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
ba
2019/7/15
8
2、条带开采的基本概念
2.3 条带开采的优缺点
条带开采与一般长壁式采煤法相比,有采出率低、掘进率高、采煤工 作面搬家次数多等缺点。但它的突出优点是开后引起的围岩移动量小、 地表沉陷小。
建下近距离煤层条带开采煤柱稳定性研究
业于安徽理 工大学资源 与环境工程 系, 皖北煤 电集 团百善煤 矿助理工程 师。
用风锤造孑 , L 孔径为 4 m。注浆孔形成后 , 2 m 用 扫孔 器吹 净孔 内煤 岩 , 即可 下人 注浆 管 , 露长 度 不 外 超过 5 m,采用锚 固剂 固管 ,固管后方可进行注 0 m 浆。 注浆管均采用规格为 2 . m× . m的普 69 m 28 m 通焊管。注浆管长度 , 深孔 15 浅孔 0 6 。 . m, . m
一
喷浆一验收合格后 先造浅孔一下注浆管- 注 + 浆一 造深 孔_ 下 注浆 管_ 注浆 。 ÷ +
1 3 6 造 孔及 注 浆 管埋设 ..
个整体 , 形成了支护壳体 , 提高了巷道 的强度和刚
度, 并且 通 过该方 法 有效 地控 制 了巷道 变形 , 降低 了
巷道后期修护工程量 , 提高了效率 , 保证 了工作面的 顺利安装及 回采时的行人 、 通风和运输 , 对类似地质 条件下的巷道加 固有较好的借鉴作用。
性 的 结论 。 关键 词 : 距 离煤层 ; 留煤 柱 ; 齐方 式 近 保 对 中图分类 号 :D 2 T 35 文献标 志码 : A
条带开采时 ,保留煤柱支撑上覆岩层的移动变 形, 其稳定性直接影响到地表的沉陷变形 [ 。 1 但在 - 近距离煤层条带开采时 ,影响保留煤柱稳定性 的因
李 旺 程远伟 邹永沼 , ,
(.开滦集团 蔚州矿业公司 ,河北 张家 口 0 5 0 ;2 1 7 70 .中国矿业大学 矿业工程学院 ,江苏 徐州 2 11 ) 2 16
摘
要: 在近距 离煤 层条带开 采 时, 留煤柱 的稳定 性 , 保 直接影 响地 表 的沉陷变形 , 影响 但
建(构)筑物下充填开采技术综述
建(构)筑物下充填开采技术综述发布时间:2022-11-03T10:12:20.909Z 来源:《城镇建设》2022年6月第12期作者:孟飞[导读] 我国煤矿建(构)筑物下压煤情况比较普遍,且随着社会的经济发展,村镇的规模不断扩大,实际建(构)筑物下压煤量会越来越大。
孟飞中勘资源勘探科技股份有限公司安徽淮北 235000摘要:我国煤矿建(构)筑物下压煤情况比较普遍,且随着社会的经济发展,村镇的规模不断扩大,实际建(构)筑物下压煤量会越来越大。
通过对大量文献的分析,对建(构)筑物下充填开采技术进行研究和论述,认为覆岩隔离注浆充填技术为建(构)筑物下充填开采的发展方向。
关键词:建(构)筑物下开采;压煤;充填开采1、背景煤矿等资源的地下开采所引起的土壤地表沉陷萎缩区等一系列水文自然灾害,对生态环境保护将会引起严重破坏。
一是会危害土壤地表,沉陷萎缩区由于土层地表沉降而造成土壤表层物理性质的改变,使农牧业产出水平显著下降;二是危害地面建筑和设施。
地面的沉降常常会造成地基房屋产生开裂或变形,对高速公路、铁道和电力通信等重要基础设施都将产生十分巨大的损害。
同时,随着矿山开发,矿井资源将逐步减少,较老的矿井若不使用建(构)筑物下充填采煤技术,矿井关闭的风险将大大提升;新的矿井若不进行协调建(构)筑物的下压等煤炭开发问题,不从可持续发展的角度进行统筹规划,矿井的可持续发展将很难保障。
2、建(构)筑物下充填开采技术2.1全部充填充填开采作为建(构)筑物下充填采煤技术的一部分,是防止岩石运动与控制地表下沉的重要手段,采煤工艺包括膏体充填采煤技术、超高水材料充填采煤技术、矸石充填采煤技术及其他充填方法。
充填材料也多种多样,例如固体废物、膏体、超高水膨胀充填材料等。
但从本质上来说,上述所举充填采煤技术的核心是工作面向前推进过程中,顶板尚未冒落时对采出的空间进行充填。
2.1.1膏体充填采煤技术膏体充填采煤技术其本质为利用固体废物,如采煤伴生的煤矸石、电厂产生的粉煤灰、河砂、城市垃圾等通过一定工艺制作成适合的骨料,通过添加水及化学材料制成浆液,通过加压或重力使其输送至井下。
“三下”采煤井下开采技术研究
“三下”采煤井下开采技术研究[摘要]“三下”采煤技术主要是利用开采影响的移动规律和不同开采方式的地表下沉特点,通过采煤方法的设计控制地表沉降或地表变形达到保护地面建筑或水体安全的目的的技术方法。
这些方法大体上可分为两大类:一类为控制地表沉降达到减少地表变形要求的方法,如条带开采、充填开采和限厚开采等;另一类为控制相对位置地表影响变形达到减少对受护对象影响变形的方法,如协调开采、全柱开采和分层开采等。
[关键词]条带开采、充填开采、开采技术中图分类号:te34 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)09-0035-01一、条带开采技术(一)条带开采的概念条带开采技术是“三下”采煤技术中应用最广泛的部分开采技术,是建筑物下采煤控制地表沉陷的主要开采措施之一。
尽管条带开采的资源损失相对较大,但由于我国资源分布广泛,建筑物下压煤巨大,为解决迁村困难、降低巨大的维修及赔偿费用、改善生产接续紧张的矛盾,条带开采成为进行建筑物下采煤切实可行的技术途径,国内外已有许多成功的工程实践,取得了良好的效果。
条带开采为部分采煤法,如图2-17所示,将要开采区域划分成比较正规的条带,采一条,留一条,利用保留的煤柱支撑上覆岩层,从而减少覆岩沉降,控制地表移动与变形,达到地面保护的目的。
条带开采从顶板管理方法上分为冒落(冒落和分层冒落)条带和充填(水砂充填和矸石充填等)条带;从工作面布置形式上分为倾斜条带和走向条带;从开采方案设计上分为定采留比条带和变采留比条带;从条带开采的布置形式上分为规则条带和不规则条带;从煤层间距分为近距煤层群条带和单一煤层条带。
条带开采的采出率一般在40%一75%之间。
(二)条带开采研究内容条带开采的研究涉及岩石力学(包括岩石及煤的强度,煤柱应力的变化、计算及其煤柱的稳定等)和开采沉陷学(包括条带开采的沉陷机理、地表移动与变形的计算、开采方案的设计等)两大内容,对条带开采的研究主要分三个方面:现场试验与观测,模型试验和数值计算分析研究(包括力学的理论计算),模型试验以相似材料试验为主,条带开采的大部分研究成果基于模型试验结果和数值分析结果。
湿陷性黄土覆盖区建筑群下条带开采实践研究
摘要 : 中针对 湿 陷性 黄土地 区村庄建 筑群 下煤 炭开采的特殊地 质环 境条件 , 文 采取 分阶段 条带 开采 、
观测 的方式 , 结合现场 条带 开采 实例和 观测数据 , 总结 了湿 陷性 黄 土覆 盖 条件 下的条 带 开采 地表 移 动规律 , 取得 了建筑物 不搬 迁无损 条 带开采和 不搬 迁微 损条 带开采 两项研 究成果 。
4 0m。 ( 图 1 0 见 )
区域地质 构 造 主要 为 走 向 近 东西 、 向北 的 缓 倾 坡状 起伏 的单斜 构造 . 没发现 大 的断 裂 。 型 断裂及 小 褶 曲 比较发 育 , 褶 曲幅 度 较小 , 在 l 3 但 多 0— 0 m之 间, 延伸较 短 , 为椭 圆形 背 、 多 向斜 , 角 更 小 , 倾 区域
搬迁 采 煤 成为 解决 建 筑 物 下压 煤 歼采 的首选 。 条 带 开 采 是 我 国 建 筑 物 下 压 煤 开 采 的 一 种 主 要
J B和 D C Z区位 于煤层 的下 山方 向 , Y区 的北 N 部 , 层条 件 与 N 煤 Y区 基本 相 同 , 层埋 深 为 30~ 煤 5
6 8~ + 7 地 表 较 平 坦 、 沟 发 育 , 区 均 被 厚 8 6 0 m, 冲 全 层 湿 陷 性 黄 土 所 覆 盖 . 带 开 采 实 践 区 地 表 共 包 含 条
2 研 究方 法的确定 和 阶段 开采 与地表变 形情况 研究 区域内存在三个相互独立 的村庄建筑群 , 且区
下 条 带 开 采 更 加 的科 学 、 理 , 该 地 区 开 展 条 带 采 合 在
Hale Waihona Puke 煤 实践研究是 十分必要 的。
采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨
采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨摘要:充填采矿技术是一种现代化的矿山开采方法,通过将矿石回填至采空区,提高采矿效率和资源回收率。
它在解决传统采矿方法存在的地压控制难题、资源浪费等方面具有独特的优势。
充填采矿技术不仅能够改善地下工作环境,降低地质灾害风险,还能提高矿井的可持续发展性。
关键词:采矿工程;条带膏体充填采矿技术;应用引言条带膏体充填采矿技术是一种广泛应用于采矿工程中的创新技术。
由于传统的采矿方法存在诸如地压控制困难、资源浪费等问题,条带膏体充填采矿技术作为一种新型的矿山开采方法逐渐受到人们的关注。
该技术通过将矿石回填至开采空间,从而提高矿山开采效率,减少对地质环境的影响,具有广阔的应用前景。
1条带膏体充填采矿技术的基本原理及特点条带膏体充填采矿技术的基本原理是利用高浓度的固体或液体充填材料填充采空区,形成稳定的充填体,从而实现对采空区的填补和固化。
以下是该技术的主要特点:(1)技术灵活性:条带膏体充填采矿技术可以适应不同类型的矿山和地质条件,包括地下矿山和露天矿山。
它可以在不同开采阶段和不同规模的开采区域中使用。
(2)提高回收率:通过充填材料填补采空区,可以提高矿石的回收率。
未能在传统开采方法中回收的矿石可以通过充填采矿技术进行再利用,提高矿石的综合利用效率。
(3)地压控制:充填体具有较好的抗压性能,可以有效地减轻地压引起的岩层变形和冒顶现象。
充填体能够承担一部分地负荷,稳定地下工作环境,提高矿井的安全性。
(4)减少开采成本:充填采矿技术可以减少采空区的体积,降低挖掘和支护成本。
它也可以减少采矿过程中的地表沉降,减少对地上建筑物和环境的影响。
(5)改善环境影响:充填材料可以有效地控制开采引起的地表塌陷和地面沉降问题,改善地表环境。
它还可以防止废石和废渣的外露,减少对水源和周围生态环境的污染风险。
总之,条带膏体充填采矿技术通过适当的充填材料填补采空区,提高了回收率,减轻了地压,降低了成本,并改善了环境影响。
龙固煤矿建筑物下条带开采研究
技
2 0 1 4年第 1 期
N O .1 2 01 4
J I A NGXI COAL S C I ENCE & TE CHNOLOGY
龙 固 煤 矿 建 筑 物 下 条 带 开 采 研 究
刘兹山, 孙 军
( 华 润 天 能 徐 州 煤 电有 限公 司 龙 固煤 矿 , 江苏 徐州 2 2 1 6 1 3)
煤 炭 资 源 的 回 收率 , 可供其它煤层的开采提供借鉴 。
关键词 : 建筑物下 ; 抗变形指标 ; 地表变形 ; 条 带 开 采
中图分类号 : TD 8 2 3 . 8 3
文献标识码 : B
文章编号 : 1 0 0 6 —2 5 7 2 ( 2 0 1 4 ) 0 1 —0 0 1 8 —0 3
摘
要: 对 龙 固煤 矿 东 三 采 区西 部 焦 化 厂 二 期 工 程 下 8 煤层条带开采进行研究 , 采 用 地 表 移 动 变 形 预 测 模 型对 8 煤 层 开 采
引 起 的地 表 移 动 变形 进行 预计 , 并 对 开 采 方 案 进 行 优 化 。实 践 表 明 : 所选开采方案合理 , 保 证 了 地 面建 筑 物 的 安 全 , 提 高 了
长约 8 5 5 m, 宽 5 0 m; 8 1 1 0工 作 面 长 约 6 1 0 m, 宽 5 0 m; 8 1 1 2工 作 面 长 约 4 4 0 m, 宽4 5 m; 8 1 1 6工 作 面 长 约 2 5 0 m,
炉 设 计 单 位 中 冶焦 耐 工 程 技 术 有 限 公 司 的咨 询 情 况 , 综 合 考 虑 地 下 水 位埋 深 等 因 素 , 获得 以下技术 指标 : ① 煤 塔 与
焦 炉之间的沉降差不得超过 1 0 0 mi t t ; ② 轨 道 与 焦 炉 的 沉
建筑物下条带开采设计方法
10
2012 年第 11 期
煤炭工程
设计技术
2. 3 建筑物保护煤柱内条带开采尺寸的确定
条带开采时,采留宽度尺寸合理的确定是首要任务,也 是关系到条带开采成败的关键问题[2]。因设计区煤层倾角较 小、断层较多,为了避免断层活化,开采条带应垂直于断层 布置、而断层走向基本垂直于煤层走向,故确定采用走向条 带开采。在设计时采用以下几种方法确定采留宽度。 2. 3. 1 采宽 b 的设计
关键词: 建筑物下; 条带开采; 设计方法 中图分类号: TD822 + . 1 文献标识码: B 文章编号: 1671 - 0959( 2012) 11-0010-03
我国 “三下” 压煤储量较大,在矿产资源日益短缺的 情况下,“三下” 压煤的开采对我国的经济发展有着重要意 义[1]。昭阳矿计划开采建筑物保护煤柱内 16 号煤层的煤炭 资源,为了最大限度地开采地下煤炭资源、同时保护地面 建( 构) 筑物和生态环境的安全,提高煤炭资源的采出率、 延长矿井服务年限,根据该煤矿的实际情况,深入研究了 矿区内建筑物下压煤条带开采采留宽的设计方法,在保证 地表建筑物安全的前提下最大限度地提高了采出率,给矿 区带来显著的经济和社会效益。
设计区域开采煤层为 16 层,煤层顶底板情况见表 1。
顶板 底板
岩石名称 石灰石
泥岩、粘土岩
表 1 煤层顶底板特征表
岩石特性 坚硬、韧性大 上部褐色、下部灰褐色
单向抗压( 平均) / MPa 104. 7 28. 2
顶( 底) 板类型 IV 类顶板 Ⅱ类底板
2 建筑物下压煤条带开采工作面设计
2. 1 工作面设计原则
筑物保护煤柱边界线按边界角划界。 根据枣庄柴里矿地表沉陷观测资料,结合 “三下采煤
采煤技术的实际应用及实例分析
采煤技术的实际应用及实例分析【关键词】采煤技术;实际应用;分析0.前言煤炭资源作为我国主要的能源,对我国的经济发展起着十分重要的作用,全国每年对煤炭的需求量也在逐年攀升,从而导致煤炭资源开采速度的加快,同时也导致了大量煤矿的枯竭。
同时还有许多煤矿因地质储煤条件不良也加剧了其开采难度,针对此种情况,通过研发和利用新的采煤技术,将其应用到实际的采煤工作当中,可以有效的提高煤矿企业的采煤效率,本文主要对几种新采煤技术进行介绍,同时结合具体案例,对其进行分析。
1.几种主流的采煤技术1.1基于计算机平台的采煤技术计算机技术的应用为采煤技术的信息化提供了强有力的技术支持。
通过建立计算机平台,可以对煤矿周边岩层结构进行数字化监控和分析,从而根据采矿的实际信息,实现开采过程实现高效、安全、低成本的开采目标。
通过运用计算机技术,对煤层的开采条件及地质条件进行分析,从而确定煤层的深度、厚度以及软硬程度,运用计算机模拟技术,分析采煤过程中的冲击显现发生机理,以便于从中找到问题,以便于优化支护质量和动态监测手段,使得开采工作更加安全可靠。
1.2水利采煤技术利用高压水流直接重落煤层,既可以减少煤尘对采矿工人的健康威胁,又能够实现高效安全的施工,同时对周边环境的影响也较小,是一种发展前景较为广阔的环保采煤技术。
利用钻孔机将孔打入到煤层内部,然后用水流切割碎煤层,使得工作层的煤与水混合形成流动的煤水混合物,借助于水的动力上升到地面,面对频发发生的煤矿矿难,该种技术减少了人员伤亡率,不失为一种高效安全的采煤技术,在实际中得到了广阔的应用。
1.3“三下采煤新技术“三下“采煤技术是通过选取合理科学的采煤方法来控制地面沉降以保证地表建筑物安全的一种采煤方法。
根据所保护对象的不同,有限厚开采、充填开采、条带开采、分层开采、协调开采等多种形式[1]。
1.3.1井柱开采技术为了保护煤柱回收而开发出来的井柱开采技术,在实际应用当中具有自身的特点,由于开采地区的特殊性,该种技术涉及到井筒保护技术和井下开采技术,由于应用多种技术,使得其开采难度较大,在我国此种技术应用较少,但是由于我国煤矿多为立井开拓,故在将来此种技术必然会受到极大的推广和应用。
大埋深高地压建筑物下条带开采方案研究
经科 研单 位鉴定 , 岩) 具有 强冲击倾 向性 。 煤( 层
工作 面影 响地表 变形和 地表控 制变形 根据 煤层赋 存情 况 , 别选 取工作 面 采宽 为 8 10m、2 分 0m、0 10m
和 10m, 5 进行 单一 工作 面 的地表移 动 与变形计 算 .
对上述 方案 , 别用条 带煤柱 的宽 高 比、 柱承 分 煤
受 的极 限荷 载和 实际 荷载 、 柱 的安 全 系数 等进 行 煤
定 的 方 法 很 多 . 目 前 应 用 较 多 且 较 方 便 的 是
Wisn法 。 l0 l
力情 况下计 算的 留设宽度较 符合 实际
2 4 条带煤 柱稳 定性分 析 .
当 留设 条带 为 单 向受力 时 . 出条 带 和保 留条 采 带 上方 的 总荷 载不 能超 过保 留条带( 煤柱) 的允 许 抗 压 强度 则损失 率 为 :
条 区域性 大断层 的交 汇处 .且 同处 于各 断层 的下降
盘 ,因此 井 田内断 层构 造十 分发 育 .共有 断层 16 2
条 . 差 大 于 10 m 的 9条 . 差 5 ~ 10m 的 1 落 0 落 0 0 0
( ) 证地 表不 出现大 的波浪形 沉降 盆地 . 此 1保 依
平 均 8 5m。 7
( )以合 理 的采 出率达 到控 制地表 变形 小 于地 3 面村 庄 、 施等 的抗变 形能力 设
2 2 条 带开 采宽度 的确定 .
采 出条带 的 宽度 一般 为 采深 的 1 / 4~11 根 /0
据最 新研 究成 果 ,条带 开采 的最 大宽度取 决于单 一
维普资讯
20 0 7年第 4期
No 4 . 20 07
建筑物下方煤矿条带式开采
1261 概述我国煤矿资源丰富、分布广泛,由于地质条件和开采区的建筑物分布以及煤层埋藏深浅等因素的影响,不同的开采条件所采用的开采方式也各不相同。
本文主要针对开采区上方有建筑物分布的采掘区,研究采用条带开采的方法可行性,在保证煤矿开采作业安全性和产量的同时,有效保证矿井地面建筑物的安全,保证整个矿区可持续发展。
2 煤矿条带式开采的相关理论2.1 煤矿条带式开采的基本概念条带式煤矿开采方法是煤矿部分开采法的一种,主要原则是将开采区域内的矿层从横向上人为的划分为较为规则的条带形状,逐条带地对煤层进行开采,采一条,留一条,使留下的条带煤柱足以支 撑上覆岩层的重量,而地表只产生较小的移动和变形。
条带式开采方法是“三下一上”矿床主要防水开采方法之一,该方法的主要优点是能够有效地控制煤层上方覆岩层和地表沉陷,保护地表建(构)筑物和生态环境,是煤矿绿色开采技术之一,其缺点主要表现工作面频繁的移动调整变化、大型机械化作业 难度加大,开采效率受到一定程度的影响。
2.2 条带式开采的主要适用条件条带式是开采中常规的开采方式,与长壁式开采、综采法等相比,其主要优点是开采煤柱稳定、开采区围岩受力均匀、变形小、岩层上方的建筑物沉陷小。
该方法主要适用于矿区上方建筑物密集且建筑物分布结构复杂,矿区分布着桥梁、铁路干线、文物保护单位重要建筑,难以搬迁的村庄,湖泊、河流、水库等永久水体,煤层埋藏深度在400~500m以内,单一煤层,厚度比较稳定的开采区。
2.3 煤矿条带式开采的分类目前,按照条带开采的走向设计和布置方式,可分为走向条带、倾斜条带、伪斜条带三类。
走向条带的条带设计方案沿着煤层的走向方式布置,该方案主要使用于煤层水平或缓倾斜分布的矿区,主要优势是可减少工作面的移动次数,保证了开采的效率,不适用倾斜度大的煤层;倾斜条带开采的条带长轴方向沿煤层倾斜方向布置,该方案主要适用于煤层倾斜分布的矿区,采用该方式开采可有效保证煤柱的稳定性,应用最为广泛,主要缺点是效率低,工作面经常搬迁移动;伪斜条带主要适用于倾角大于35°的煤层,条带设计与煤层的分布走向斜交。
南营村建筑物下压煤开采技术研究
10亿 t其 中建 筑 物 下压 煤 量 8 . 4 , 7 6亿 t村庄 下 压 , 煤 占建 筑 物 下压 煤 量 约 6 % , 5 . 0 达 2 2亿 t 。“ 三 下一上 ” 压煤 不 仅损 失 煤 炭 资 源 , 严 重 影 响矿 井 且 的生产 布局 。河南省 铁生沟 煤矿 于 19 9 7年 1 0月正 式 投产 , 计 生产 能力 10万 ta 开 拓方 式 为竖 井 设 2 /, 单 水平上 、 山开拓 , 下 大巷布 置在 一1 I 平 , 0I 水 T 目前 开 采二 煤层 。矿 区范 围 内 村 庄 分 布 比 较 广 泛 , 村 庄 下压煤 量大 面广 。为 了解放 地表 村庄建 筑物 下压
据 不 完 全 统 计 , 国 “ 下 一 上 ” 煤 总 量 达 我 三 压
铁 生沟 煤 矿 10 1工 作 面走 向长 约 5 0 I, 28 8 I倾 T 斜 长约 8 I面积约 4 6 0I , T .4万 I 。地 面标高 + 1 T I 3 0~ + 3 . I煤 层底 板标 高在 + 8~ +8 I煤 层 埋 3 6 8I, T 6 9I, T 藏 深度 2 0~ 6 I平 均埋深 2 4I, 2 2 8I, T 4 I主采 二 煤 层 , T 煤层 厚 度变化 较 大 ( . 12~8 0 I) 平 均 厚 度 约 2 6 . I , T . I, 层倾 角 平 均 约 1 。 T煤 I 0 。根 据 9 0 9 5钻 孔 柱状 图及
2 c o lfR suc S i c E gn e n , ea oy c ncU i r t ,i zo4 4 0 , hn ) .S ho o e r c ne& n ie ig H n nP l eh i nv s y Ja u 5 0 3 C ia o e e r t ei o
基于关键层理论的建筑物下条带开采技术
的采 宽不大于 7 结合采 出率对条带 开采 的影响 , 出了条带 开采方案 , 0m; 提 并运用煤 柱强度相 关理论 对其 进行 稳定 性校验 。运用理论分析 和数值模 拟对所 提方案 的煤柱 应力 和地表变形 进行 分析 , 并根据模 拟结
果确定出 了合理 的条带 开采 方案。 关键词 : 关键层 ; 带开采 ; 条 煤柱稳定 性; 数值模拟 ; 表变形 地 中图分类号 : D 2 . T 836 文献标识码 : A 文章编号 :0 5 2 9 ( 02 0 . 0 7 0 10 — 7 8 2 1 ) 1 0 1 - 5
Th c n lg fS rp M i i n e id n tu t r s e Te h o o y o ti n ng u d r Bu l i g S r c u e
Ba e n t e Ke t a a Th o y s d o h y S r t e r
3 开 滦 集 团 蔚 州 矿 业有 限公 司 , . 河北 张 家 口 0 5 0 ) 7 70
摘
要: 为解决西 细庄 矿建筑物下煤炭 资源 回收 的问题 , 合其 实际地 质条 件 , 用关 键层 理论计算 出 5 结 运
煤覆 岩关 键层的位置及其破断距 ; 由于主关键层 离地 表较 近 , 以亚关键层 2为设 计依据 , 确定 了条带 开采
.
g oo ia ,t e p st n o e k y s a a a d t e i tr a fro n r a i g i h v r i g srt f o e m r ac ltd b e e l gc l h o i o f h e t t n h n e v l o f g b e kn te o e l n taa o c a s a a ec lu ae y t i t r o i n y 5 l h k y sr t h o y h n e o e t t sp tfr a d a e in b s e a s ft e k y sr t s co e t h o n e t a t e r ;t e if r rk y s a a2 i u o w r s d s a i b c u e o h e taa i ls o te g u d,t e mi ig a i r g s r h nn w dh o t p mi i g i n tmo e t a 0 ;c mb n d w t h n u n e o h e o e ae o h t p mi i g h t p mi i g i t fsr n n s o r h n 7 m i o i e i t e i f e c ft e r c v r r t n t e s nn ,t e s nn h l y i r i r s h me r r p s d,t e s b l y o e e s h me r h c e y t ep l r t n t e r .T ep l t s n u a e d fr t n c e s ae p o o e h t i t f h s c e sa ec e k d b i a r g h t o y h i a sr sa d s r c e oma i a i t h l se h l r e f o o e s h me r n lz d b h o ei a n l ss a d n me c i lt n,t e h e s n be s h me fsr n n r ee - ft c e s a e a ay e y t e r t la ay i n u r a smu a i h c il o h n t e r a o a l c e s o t p mii g a e d tr i mi e . n d
《[煤矿建筑物下开采方案分析] 露天煤矿开采方案》
《[煤矿建筑物下开采方案分析] 露天煤矿开采方案》摘要。
煤炭是我国国民经济发展重要的物质基础,提高煤炭资源回采率,对维持我国社会经济持续、稳定发展具有重要意义。
建筑物下的煤矿开采是煤矿生产的难题,必须采用正确的开采方法,才可能既提高煤矿的生产效率,又保证地面建筑物的安全。
文章分析了煤矿开采对地面建筑物的影响,并在明确建筑物下煤炭开采方案设计原则的基础上提出了煤矿建筑物下的开采措施。
关键词:煤矿开采;建筑物下;开采方案中图分类号:td823文献标识码:a文章编号:1009-2374(xx)21-0149-03如何对建筑物下的煤炭资源进行合理开采,是我国的煤炭科技人员一直努力探索的工作。
如果建筑物下的煤炭资源不能有效开采,不仅会造成煤炭资源的浪费,还会缩短煤矿服务年限、造成生产的接替紧张等问题。
为了最大限度地减少建筑物下开采对于地表建筑物的损坏,并保证煤炭资源回采率,首先必须了解煤矿的采动对于地面建筑物所产生的影响类型,然后才能制定出具有针对性的措施。
1煤矿的采动对地面建筑物可能产生的影响地下煤矿开采对地表的影响主要包括三种类型。
水平方向的变形和移动,如地表的水平拉伸、移动和压缩变形;垂直方向的变形和移动,如地表倾斜、下沉、曲率、扭曲;地表平面的剪切应变。
不同类型的变形和移动对建筑物产生不同的影响。
随着地表发生移动与变形,建筑物和地基之间初始的平衡状态遭到破坏,并建立了新的力系平衡,建筑物产生了附加的应力,导致其发生变形,甚至遭到破坏。
1.1地表水平变形的影响水平变形对建筑物有很大的破坏作用,它是对地表的压缩和拉伸变形,建筑物受到拉伸的破坏性影响尤其大。
建筑物对于拉伸的抵抗能力远不如对压缩的抵抗能力,小的地表拉伸就会导致建筑物的开裂性裂缝,导致建筑物的结点被拉开等。
而当地表产生比较大的压缩变形时,建筑物会产生比较严重的破坏,可能发生如地板鼓起并产生挤压和剪切裂缝,地基、墙壁压碎等危害。
1.2地表曲率的影响当地表发生曲率变形,平面的地表将会变成曲面形状,破坏了建筑物荷载和土壤反力之间初始的平衡状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
30~50 m。
3 主采煤层赋存情况
本区域试验开采煤层为 7s 和 9s, 煤层及 顶底板情况见表 1、表 2。
表 1 煤层赋存情况表
பைடு நூலகம்
煤层
7s
厚 度 / m 2. 7~3. 6 平均 2. 9
倾 角 / ° 2. 6~36 平均 30
稳定性
稳定
9s 2. 4~3. 4 平均 3. 0
26~32 平均 29 较稳定
献。
3) 按增量效益与增量费用方法对九道巷
西四石门区域开采资源进行经济评价, 获得
增量净收益11 73 . 5 万元, 吨煤收益68 . 8
元/ t , 详见表 3。
表 3 经济效果
项 目 增加费用总计¹ 增 量收益 增量税金总计º 增量净收益 吨 煤成本
2) 根据倾角情况采取塘瓷溜子自滑减少 设备 投入, 考虑 煤厚 情况 使用 2. 5 m 单 体 柱, 采用 倒悬臂直线布置, 梁前 悬 200 mm , 后悬 800 mm , 柱距 0. 5 m, 排距 1. 0 m , 两采 两准的作业方式。
3) 生产组织采用亮面回采收尾倒装一体 化管理, 前后累计推采 282 m, 回撤巷道 564 m, 安设 40T 型溜子 29 部, 投入 2. 5 m 单体 柱 4800 棵( 次) , 1. 0 m 金属 铰接顶梁 4500 棵( 次) 。通过实践来看, 完全可以达到正规开 采的日产水平。
关键词 建筑物下 条带 开采 应用 研究
1 前 言
条带开 采技术是当前建 筑物下煤柱 开 采、控制地表移动和变形的最有效的开采技 术之一, 其技术实质就是将开采煤层按一定 尺寸划分留设煤柱和开采空间, 用留设的煤 柱来支撑煤层的上覆岩层, 控制地表的移动 变形。由于历史原因林西矿东部井田区域铁 路沿线两侧有大量建筑, 路柱开采实际变为 铁路下、建筑物下开采, 为获取建筑群与国家 铁路下多煤层条带开采的经验, 林西矿在九 水平西四石门区域进行了建筑物下条带开采 技术的应用与研究, 获得了成功, 实现了地表 轻微沉陷、建筑物不维修、房屋不搬迁地安全 开采, 取得了较好的经济效益, 积累了丰富的 技术经验。
2) 开采方案改变了过去小条带开采的模 式, 大胆 尝试、大条 带开 采, 采 70 m, 留 80 m ; 突破以往的采深小于 500 m 的界限, 延深 采深下限至 600 m , 按经济观点只考虑 7s、9s 两个煤层开采。九水平西四石门区域所进行 的多煤层、大采深、宽条带建下开采在开滦为 首次, 因此其应用研究工作意义很大, 对今后 指导建下条带开采具有现实意义。
2 概 况
林西矿九水平西四石门区域对应地面位 置为林 西矿工业广场 西约 1 km , 东起石 榴 河, 西至古冶水电段, 南起河西工房, 北至京 山铁路北侧约 100 m。该区域地势较平坦, 地 面标高为+ 32~+ 39 m, 地形北高南低, 东 西方向标高基本一致。
该区域建筑物密集, 总建筑面积约 10 万 m2, 建筑物均为地震后建造砖混结构, 建筑 质量一般, 多为单层建筑物, 单体长度一般为
5. 2
灰色、块状、粘土质胶结
9 煤层
老 顶 直接顶 直接底 老 底
细砂岩 泥 岩 细砂岩 细砂岩
5. 8 2. 9~4. 0
1. 0 2. 9
黑色, 颜色深浅相间, 呈水平层理 黑色, 结构致密, 划痕灰白色 黑色, 层状, 磨圆度差, 含植物根化石 灰色、块状, 主要成份为石英、长石
5 试采情况
6 技术经济效果分析
1) 应用研究结果表明, 建下条带开采技 术在林西矿是可行的, 按照设计要求组织生
产, 完全可以满足减少地表沉陷, 控制建筑不
变形, 避免地面建筑物搬迁, 实现安全开采。
2) 条带开采技术解放了 94 区域建下呆 滞储量, 增加了低硫煤产比和原煤产量, 为林
西矿煤炭产品硫分调整及完成总量做出了贡
每 10 天观测一次, 其观测最终结果有待地表 沉陷稳定后得出。
1) 在煤炭科学研究总院唐山分院技术指 导下, 林西矿在九道巷西四石门开始了开滦 首次大采深、多煤层、宽条带建下开采应用研 究 工 作, 共 计 开采 6 个 工 作 面, 累 计 出 煤 13. 4 万 t , 加上掘进煤量, 此区域共计可获得 煤量 17. 06 万 t 。
2002 年 9 月
建筑物下条带开采技术的应用研究
第 3期
表 2 顶底板特征表
/ m
煤层
顶底板
岩石名称
厚度
岩性特征
7 煤层
老 顶 直接顶
直接底 老 底
中细砂岩 粉砂岩
泥 岩 细砂岩
1. 9
块状, 硅质胶结, 坚硬
2. 0
黑色层状, 褐色层面, 含较多植物化石
1. 9
上部黑色泥岩划痕褐色, 下部灰褐色
4) 九道巷西四区域地面观测站从开始观 测至今, 已经进行了一次水准观测和两次坐 标观测, 从观测精度上分析, 由于水准观测控 制点采用 S3 水准仪, 四等水准观测测点, 用 S1 水准仪, 三等水准观测控制点; 坐标观测, 控制点用四等导线, 测点用 5 秒导线。在精度 上满足观测的需要。按每月观测一次, 已进行 六次观测, 从观测出的数据看, 测点的变化比 较明显, 下沉速度平均每月 7~8 mm, 而其 它点除去误差影响没有大的变化, 由于开采 时间较短现在地表沉陷尚处于活动期。为此, 加密了观测密度, 由过去每月观测一次, 改为
2002 年 9 月
水力采煤与管道运输
第 3期
技术经验 建筑物下条带开采技术的应用研究
董力华 韩军强
( 河北 开滦集团公司林西矿业分公司)
摘要 在百年老矿可采储量日益枯竭的情况下, 解放建筑物及铁路下呆滞储量尤为 迫切, 本文重点阐述了多煤层、大采深、宽条带开采技术在林西矿九水平西四石门区 域成功应用情况及取得的技术、经济效果。
其 它
该区域为 6s 、7s 合区, 煤层局 部有一层不稳 定 夹石, 厚 0. 7~ 0. 9
m
该 区 域 9s 因 受 构 造 及原 始 沉 积影 响, 局 部煤 层 较薄 , 最薄
0. 3 m
4 条带开采方案
1) 九水平西四石门区域条带开采技术参 数是经煤炭科学研究总院唐山分院技术论证 确定的, 开采方案要求: 地面建筑物破坏等级 控制在Ⅰ级以内。