浅谈减小地表变形的采煤措施

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3、 层 开 采 分

图 4 1采 空 区 内残 留煤 柱 对地 表 水平 变形 的影 响 — 3 . 序 开 采 2顺
通 常 叫 大 扒 皮 式 , 层 一 层 采 , 分层 一分 层 地 采 。 一 一
针 对 厚 煤 层 ,不 采 用 一 次 采 全 高 的方 法 .而 用 分 层 开 采 方 参 考 文 献 : 法 . 以 减 少 地 表 一次 下沉 量 , 其 对 在 水 体 下 采 煤更 有 利 。 可 尤 4 消 除 和 减 少 开 采 影 响 的 叠加 、
式 中 :一 宽 。 : b采 i n H 采深 , : 一 i n
② 留宽 的确定
留宽 即条 带 煤 柱 的 宽 度 , 留宽 应 使 煤 柱 本 身 有 足 够 的强 度 与 稳 定 性 以便 能有 效 地 支 撑 上 覆 岩 层 的 载 荷 .应 根 据 以 下 因素 计 算 留宽 : 、 a 开采 后 煤 柱 的应 力 状 态 和 煤 柱 的形 状 ) 煤 柱 应 力 状 态有 三 向应 力 与 单 向 应 力 状 态 采 用 全 部 充 填 法 进 行 采 空 区处 理 或 采 用 全 部 垮 落 法 进 行 采 空 区处 理 且 顶 板 垮 落 后 能 填 满 采 空 区 时 。 三 向应 力 状 态 ; 用 全 部 垮 落 法 进 行 采 为 采
主 要 参 数 有 : 出条 带 宽 度 ( 宽 ) 保 留条 带 宽 度 ( 采 采 和 留宽 )
旦≤ 6
1 0 4
a≥ 001 . 删
+84 .
c 条 带 煤 柱 的 宽 高 比 ) 煤 柱 的强 度 和 稳 定 性 与 煤 柱 的 宽 高 比 即 aM 有 关 。 a 愈 / i m 大 , 柱 的 强度 愈 大 , 定性 愈好 。根 据 周 内开 采 的 实 践 。 柱 的 煤 稳 煤 宽 高 比应 根 据 下 式 选 取 : 采 用 垮 落 采 带 时
【] 涛 , 1 冯 袁坚 , 金海 , 刘 谢东海. 建筑物下采煤 技术 的研 究现 状与
发 展 趋 势 f. 国安 全 科 学 学 报 , 0 6年 0 J中 】 20 8期 ? ?
关 键 词 : 表 变形 开 采 措 施 地
1 部分 开 采
空 区处 理 且 顶 板 垮 落 后 不 能 填 满采 空 区时 。 单 向应 力 状 态 。 为
条 带 煤柱 形 状 有 长 煤 柱 和矩 形 煤 柱 。 当条 带 煤 柱 为 一 整 体 的 、 被 巷 道 切 割 的煤 柱 , 长 煤 柱 ; 在 条 带 煤 柱 中开 掘 巷 道 , 不 称 若 在 我 国 比较 成 熟 . 用 效 果 也 比 较 好 , 国 已在 煤 层 倾 角 平 均 达 将 煤 柱 切 割 成 矩 形 , 矩 形 煤 柱 。 运 我 称 3 0的 情 况 下 采 用 走 向 条带 开采 城 市 下 压 煤 取 得 了成 功 。 柱 式 2 房 三 向应 力 状 态 时 长 煤 柱 留宽 的计 算 公 式 为 : 开 采 在 我 国 应用 较 少 , 州 南 屯 煤 矿 已开 展 此 项 研 究 工 作 : 道 兖 巷 口 6 6 ×0 + 一 : . 1— 鱼 5 3 穿 采 、 不 规 则 煤 柱 开 采 方 法 在 我 国小 煤 窑 中 普 遍 使 用 ; 留 限厚 开 则 煤 柱 等 。我 国 大 中 型煤 矿 主要 采 用 条 带 开 采 方 法 , 目前 该 技 术
左 右 ) 。 () 4 参数 确定
d 矩 形 煤 柱 的长 度 . 一 m: s 煤炭损失率, 一 卜上 覆 岩 层 的 平 均重 力 密 度 .N/ k m :

煤 的允 许 抗 压 强度 .P 。 ka
b 条 带 煤 柱 是 否 存 在 核 区 ) 煤 柱 在 受 加 载 过 程 中 . 煤 柱 应 力 峰 值 处 到 煤 柱边 缘 这 一 区 从
单 向应 力 状 态 留 宽 的计 算 公 式 为 :
b s
a = 一
l—s
s 须 满 足 下 式 要求 必
出一 条 . 留一 条 。 间 排 列 。依 靠 保 留 的条 带 煤 柱 支 撑 上 覆 岩 保 相
层 的 载 荷 。 控 制 岩 层 和 地 表 移 动 , 地 表 移 动 变 形 减 小 , 到 以 使 达 保 护 建 筑 物 的 目的 一 种 部 分 开 采 的采 煤 方 法
高 不 下 . 工 艺 复 杂 。 经 很 少 采 用 最 近 有 学 者 提 出 了 固体 废 且 已 物 膏 体 充 填 不 迁 村 采 煤 的 新方 法 郭 广 礼 等 根 据 荷 载 置换 原 理 . 提 出 了 “ 带 开 采 一 浆 充 填 固结 采 空 区一 条 注 剩余 条 带 开 采 ” 的三 步 法 进 行 开 采 沉 陷 控 制 以锞 护地 面建 筑 物 的新 思 路 。 波 兰 充 填 法 开 采 主要 采 用 密 实 水 砂 充 填 .英 国 曾 采 用 风 力 充 填 开 采 缓 倾 斜 煤 层 , 效 果 不 理 想 . 沉 系 数 为 05左 右 。 国 但 下 . 德 在 一 般 建 筑 物下 采 用 人 工 充 填 、 重 要 建 筑 物 下 采 用 水 力 充 填 , 在 充 填 材 料 为 炉渣 或 经 破 碎 的 矸 石 保 加 利 亚 和 日本 曾 采 用 风 力 充 填 开 采 、 国 曾采 用 水 砂 充 填 开 采 解 决 建 筑 物 下 采 煤 问 题 。 法 充 填 法 开采 效 果 与 充 填 方 法 、 料 等 有 关 , 般 水 砂 充 填 效 材 一 果 最 好 。 如 果 充 填 效 果 好 。 以 起 到 保 护 建 筑 物 的 目的 , 充 填 可 但 开 采 使 回采 丁 艺 复 杂 化 。 增 加 开采 成 本 。 且
( ) 法 2方 沿 倾 向 划 分 条 带 ( 向 长 型 )也 可 沿 走 向 划 分 ( 斜 长 型 ) 走 , 倾 , 式 中 a 留宽 . 一 m:

M一 采 煤 层 厚 度ห้องสมุดไป่ตู้, 开 m:
可 以充 填 , 可全 部 垮 落 。 也 ( ) 点 3特 地 表移动 变形小 、 围岩 破 坏 削 弱 ( 落 带 , 裂 带 均 小 ) 岩 垮 断 、 层 移 动 时 间短 、 表 移 动 有 可 能 出 现 波 浪 形 ( 开 采 深 度 大 时 。 地 当 H 3 4条 带 条 宽 时 。 表 为 平 缓 无 波 浪 形 ) 回采 率 底 ( 般 4 % >~ 地 、 一 0
段 , 体 应 力 已 超 过 了屈 服 点 , 区域 称 为 屈 服 区 , 宽 度 为 y 煤 此 其 ; 在煤 柱 两 个 应 力 峰 值 之 间 . 体 应 力 未 超 过 屈 服 点 . 体 的 变 形 煤 煤 ① 采宽 的确定 : 为 弹性 变 形 , 区称 为煤 柱 核 区 , 宽 度 为 此 其 确 定 采 宽 的 基 本 原 则 是 :开 采 后 地 表 移 动 不 出 现 波 浪 起 伏 试 验 证 明 , 服 区 的宽 度 y与 采深 H 和 采 厚 M 有 关 , 表 达 屈 其 状. 而是 单一 平 缓 的下 沉 盆 地 。 式 为 v= 0 0 5 H ,0 M 地 表 移 动 是 否 出 现 波 浪起 状 态 。 采 宽 和 采 深有 关 根 据 国 与 内 外 开 采 经 验 与 有 限元 计 算 , 采 宽 按 下 式 计 算 时 . 表 不 会 出 当 地 根 据 实 测 资 料 , 柱 核 区的 宽 度 , 可 靠 . 算 条 带 煤 柱 的 宽 煤 为 计 现 波 浪 起伏 状 态 : 度应按下式计算 :
d一6 5 M H ×1 ~ .6 00
煤 炭 资 源 , 有 较 好 的 经 济效 益 , 最 大 缺 点 是 回采 率 低 , 成 具 其 造 资源浪费 。 现在介绍条带开采。
f) 1 实质 在 开采 范 围 内 . 一 定 的 方 向将 煤 层 划 分 为 若 干 个 条 带 。 沿 采
浅 谈 减 小 地 表 变 形 的 采 煤 措 施
于超 冯俊超 常 莹
( 宁 工 程 技 术大 学 辽
辽宁 阜新 13 0 ) 2 0 0
中图分类号 : D T
文献标识码 : A
文章编号 :O 8 9 5 (0 11 — 0 0 0 1 0 — 2 X 2 1 )2 0 0 - 0
摘 要 : 小地 表 变形 的 井下 采 矿 措 施 很 多 , 理 的 井 下 开采 措 施 应 综 合 考 虑 地 质 采 矿 条件 、 筑 物 的 实 际 情 况及 社 会 经 济 等 多 减 合 建 种 因素 。
完 全 ( 柱 ) 采 通 常 与 协 调 开 采 一 样 , 小 地 表 变 形 量 有 全 开 减 限 . 配 以 建 筑 物 结构 保 护 措 施 。 需
Il t l
主 要 有 水 砂 充 填 、 力 充 填 、 力 充 填 和 矸 石 自溜 充 填 等 。 风 水 我 国 以 前 曾 在 多 个 矿 区进 行 过 充 填 法 开 采 研 究 工 作 . 年 来 . 近 由 于 充 填 材 料 缺 少 和 充 填 费 用较 高 . 煤 成 本 增 加 约 2 %~ 0 . 吨 0 3 % 居
≥5 a≥ 5 . M
采 用 充 填 采 带 时
≥2a 2 .
M d 条 带 采 煤 的 采 m 率 )
合 理 的采 出率 与 采 宽 、 留宽 、 厚 、 深及 煤层 和顶 板 岩 石 的 采 采
47
力 学 性 质 等 因素 有 关 。根 据 国 内 外 开 采 实践 . 带 采 煤 法 的 采 出 条 率 P一 般 为 : P: =4 % ~7 % 0 0 a+b h 因此 , 宽 a 按 上 式 进 行 调 整 。 即 a≤ 一 f —P1 留 应 u l
采 在 我 国一 些 矿 区 ( 皖北 局 ) 如 中得 到 了应 用 。
3 3. 6
主要有条带 开采 、 柱式 开采 、 道穿采 、 厚开采 、 房 巷 限 留不 规
波 兰 、 苏 联 部 分 开 采 主要 采 用 条 带 开采 , 兰 回采 率 一 般 前 波 为 5 0 。 沉 系 数 为 0 5 01英 国 主要 采 用 条 带 开 采 和房 柱 0 6% 下 . ~ .; 0
2 充 填 法 开 采 、 ,

完 全 ( 柱 ) 采 主 要 有 长 工 作 面 开 采 、 工 作 面 联 合 开 采 全 开 多 等 兖 州 北 宿 煤 矿 在 吴 官 庄 村 正 下 方 采 用 双 对 拉 工 作 面 联 合 开 采. 取得 了 良好 的 经济 效 益 和社 会 效 益 波 兰 采 用 过 干 净 回采 、在 采 空 区 中不 残 留 煤 柱 的方 法 以 减 小 采 空 区 上 方 的 地 表 变 形 前 苏联 全 柱 开 采 主要 考 虑 深 厚 比 . 认 为 在 一 定 倍 数 的深 厚 比情 况 下 .开 采 引 起 的 地 表 变 形 将 不 会 引 起 建 筑 物 破 坏 . 将 此 深 度 称 为 安 全 开采 深 度 。 并
式开采 : 日本 也 曾用 房 柱 式 开采 建 筑 物 下 压 煤 。 部 分 开 采 方 法 可 以 在 保 护 地 面建 筑 物 的前 提 下 采 出 一 部 分
三 向应 力 状 态 矩 形 煤柱 留宽 的计 算 公 式 为 :
6 5 d H ×1 + .6 M o 一4 .4 30 3 x1 6 . 0- … . 36 .
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