条带开采
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%
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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。
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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 。
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3、条带开采设计
3.1 条带开采设计的一般原则
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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
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4
5
A─A
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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
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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。
孤岛工作面条带开采的危害及应对措施
孤岛工作面、条带开采的危害及应对措施一、孤岛工作面开采(一)孤岛工作面开采的危害孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点,两巷及两端头煤体受采动及相邻采空区残余应力双重影响,巷道围岩松动圈较大、压力显现更为明显,围岩变形速度较大变形严重。
采动过程中工作面两巷围岩会处于流变状态,并且受到高应力作用而加剧变形,严重威胁人员出入和机械设备的正常运转;一定条件下,采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷,形成大面积片帮,严重时会造成支架压死、设备损坏,挤出的煤体会封堵工作面出口,同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。
另外,回采速度对围岩变形的影响较大,推进度越快,工作面底鼓和两帮移近量越小;推进度越慢,工作面底鼓和两帮移近量越大。
(二)采取的针对性解决措施在不得已要形成孤岛工作面并进行开采时,针对上述危害,应采取以下措施:一是加大超前支护范围,增加超前支护范围内的支护密度,加大巷道卧底量。
二是加强工作面顶板的超前管理,主要是掘进期间超前加大锚网索支护强度,使用加长锚索,使之能够伸入到巷道围岩松动圈以外,增加顶板的自身悬吊能力;回采时在距工作面一定范围内超前加打点柱、木垛、工字钢棚等加强支护。
三是对材料巷自工作面向外一定范围内的巷帮进行扩帮,以增加巷道宽度保证工作面设备的拉移。
四是对运输巷超前一定范围内进行卧底,以保证回风断面和人行道高度。
五是加强生产环节管理,保证工作面外围系统的通畅,加强工作面设备检修,提高开机率,加快工作面推进度,尽量减少采动压力对两巷的影响。
六是加强工作面及两巷的应力监测,摸清应力分布状况,发现应力异常及时采取卸压措施。
二、条带开采(一)条带开采的危害条带开采分为充填条采与冒落条采,主要缺点是回采率低(一般为50%~60%),掘进率高,开采工艺复杂,效率低。
在具体应用过程中,留宽过大,采出率低,留宽过小,煤柱易遭破坏;采宽过大,地表可能出现不均匀下沉,对保护建筑物不利,采宽过小,则回采率低。
条带开采综采工作面参数的合理确定
采宽的 11 。条带煤柱有 “ 区” 即煤柱宽 1 .倍 核 时( 7 ,
>00 mH+ . m) 则保 留的条 带煤 柱 呈 三 向受 力 .1 84 ,
I
技大学 , 工程师 , 现从事采煤管理工作 。
状 态 。留宽 按 条 带 开 采 经 验 公 式 计 算 , 以采 宽 7 0、
采 出条 带 的宽度 过 大 , 表 可能 出现 不均匀 下沉 , 地 对
保护建筑 物不利。① 条带 采宽的确定 范围。根据
“ 三下 ” 采煤 规程 和各 矿 区 的工 程 实 践 , 出 条带 的 采 临界宽 度应 小 于 13的采 深 , 采 区 采 深 为 7 2— / 该 0
8 0m, 均采 深为 7 0m。可 以确 定 该采 区 的采 出 2 平 4
条 带 的 临界 采 宽 为 7 4~25m; 条 带 留宽 的确 定 0 ②
因素 。条带 留宽 的确 定是 根 据临 界范 围 内选 定 的采
岩 和粉砂 岩为 主 , 见 细砂 岩底 板及 炭质 泥岩 伪底 , 偶 泥 岩厚 0 9— . 1m, 砂岩 厚 i3—3 1 . 6 2 粉 . .3m。
筑物 的前提 下 , 理确 定条 带开采 的采 宽 与 留宽的 尺寸 , 必须 解决 的技 术 关键 问题 。 合 是 关键词 : 村庄压煤; 条带开采 ; 工作 面参数
中图分 类号 : D 2 . 3 T 8 3 8 文献 标 识码 : B 文章 编号 :6 1— 4 X(0 0)2— 0 3— 2 17 7 9 2 1 0 0 7 0
1 条 带 开 采 综 采面 尺 寸 及 采 留宽 度
1 1 条 带开 采综 采工作 面 尺寸设 计 .
条带式充填开采技术指南
条带式充填开采技术指南下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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苏州观山公墓群下高岭土矿条带开采法初析
1 . 工程地 质 条件 : 区工程 地质 条件 中等 , .1 1 矿 组成 矿 体 顶板 的次 生石 英岩 、 云母 岩 , 绢 岩石 坚 硬 。矿体 底板 灰岩 、 大理岩坚 硬 , 完整 。底板 砂岩 则破碎 , 高岭 土 矿石抗压 强度较 低 , 有遇水软 化 、 且 膨胀 、 崩解 等不 良工程 地质 特征 , 开采 中脉 内巷 道易 产 生底 鼓、 在 巷 道变 形现象 。 1 . 水 文地质条件 : 区水 文地 质条件复杂 程度属 .2 1 矿 中等 , 床属 裂 隙溶 洞 为主 隐伏 岩 溶充 水 , 矿 底板 进水
收 稿 日期 :2 1 . 5 1 0 0 0 .7
上部地表 移动和变 形有 以下特点 。 ① 地表 下 沉 系数 小 : 落条 带开降低而减小 , 采出率在 5 %左右时, 0 地
山和观 山、 关 2座选厂 。 浒
1 概况 1 矿 区地质 . 1
点是 开采 后地表 下 沉小 , 适合 于 地 面为 密集 建筑 群 、 结构 复杂 的或 纪念 性 的建筑 物 、 搬迁 的村 庄 、 路 难 铁 桥梁、 隧道 或铁路 干 线、 体 下 的矿层 及 受岩 溶承 压 水
Pr lm i a y I v s g to n St i i i e h d f rG ua s n K a l i eun rC e e e y Gr u n Su h u ei n r n e t a n o rp M n ngM t o o i i n ha o i M n de m t r o p i z o n
摘
要
介绍 了条带开采法开采苏州观 山公墓群下的 高岭土矿体 , 条带开采理论 、 并从 条带开采的尺寸设计等方面分析 了采动后 对地表的
变形 与 移 动 的影 响 程 度 。
巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律及参数优化
巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律及参数优化巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律及参数优化是指当采矿活动对周边地表造成影响时,应根据特定的巨厚黄土层宽条带开采情况,明确其地表运动规律,并优化其参数,以减少巨厚黄土层宽条带开采对周围环境的不利影响。
一、巨厚黄土层宽条带开采工作背景巨厚黄土层宽条带开采指的是在沉积层中形成的厚度超过50米的黄土层,并且宽度大于200米的宽条带,主要分布在中国东部地区,由于其中含有丰富的矿产资源,使其成为采矿的重要目标。
然而,开采过程可能会对附近的环境造成负面影响,因此,针对这种情况,必须采取有效的措施来减少对周围环境的不利影响。
二、巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律巨厚黄土层宽条带开采过程中容易造成地表移动,这是由于开采过程中凿岩活动和采矿活动,以及沉积物结构复杂性、地表力学特性等原因所导致的。
因此,采矿企业在开采前应该分析巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律,以便在开采过程中采取措施减少对周围环境的不利影响。
1、巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律的主要要素巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律的主要要素包括地层构造特征、地层变形特征、开采方式、爆破技术、地形地貌特征及地表水系等。
这些要素的分析将有助于对巨厚黄土层宽条带开采地表移动特性进行精确分析,以便采取有效的措施减少对周围环境的不利影响。
2、巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律的分析方法针对巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律,应该采用综合性的分析方法,包括地表移动的三维数值模拟、现场测量观测、GPS轨迹追踪、地震监测、地质构造分析等。
这些分析方法可以有效地掌握巨厚黄土层宽条带开采过程中地表移动的规律,以便采取有效的措施减少对周围环境的不利影响。
三、巨厚黄土层宽条带开采参数优化根据上述地表移动规律,巨厚黄土层宽条带开采参数优化应根据特定的开采情况,结合现场观测资料,综合考虑现场条件,结合实际工程,优化开采参数,以减少开采地表移动的负面影响。
煤矿特殊开采-条带开采技术52页PPT
43、重复别人所说的话,只需要教育; 而要挑战别人所说的话,则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是:在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
煤矿特殊开采-条带ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ采技术
21、静念园林好,人间良可辞。 22、步步寻往迹,有处特依依。 23、望云惭高鸟,临木愧游鱼。 24、结庐在人境,而无车马喧;问君 何能尔 ?心远 地自偏 。 25、人生归有道,衣食固其端。
41、学问是异常珍贵的东西,从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
矿山开采沉陷学(名词解释)
矿山开采沉陷学:研究煤矿地下开采引起的岩层与地表移动规律、移动变形控制方法及相关问题的科学。
它是一个工程技术研究领域,也是矿山测量、采矿工程学科的专业方向之一。
开采沉陷:矿层地下开采引起的岩层移动、松散层移动、地表移动现象和过程。
岩层移动:地下有用矿物被采出以后,开采区域周围岩体原有的应力平衡状态受到破坏,使岩体产生变形、位移和破坏的现象和过程。
地表移动:当开采的面积达到一定范围之后,岩层的移动和变形将发展到地表,引起地表的移动、变形和塌陷的现象和过程。
岩层移动六种形式:弯曲、煤的挤出(片帮)、垮落(冒落)、底板岩层的隆起、岩石沿层面的滑移、垮落岩石的下滑。
弯曲:岩层沿层面法向一次向采空区方向的弯曲。
煤的挤出(片帮):煤壁在支承压力作用下压碎向采空区突出的现象。
岩层的垮落(冒落):顶板岩层受上覆岩层压力弯曲而拉伸破坏,从岩体中垮落。
底板岩层的隆起:在煤层采出后,底板在垂直方向减压,水平方向受压,导致底板向采空区方向隆起。
岩石沿层面的滑移:倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面下坡方向的移动。
垮落岩石的下滑:倾斜煤层时,采空区上部垮落的岩石下滑充填下方采空区。
岩层移动分区:充分采动区、最大弯曲区、岩石压缩区、垮落带、断裂带(裂隙带)、弯曲带、底板采动导水破坏带、底板阻水带、承压水导升带。
地表移动的四种形式:下沉盆地、裂缝与台阶、塌陷坑、采动滑移或滑坡。
下沉盆地:受影响地表从原有的标高向下沉降,从而在采空区上方形成一个比采空区范围大得多的沉陷区域,也称“地表下沉盆地”。
裂缝与台阶:地表产生的延伸性裂缝,裂缝两侧地表有时还会有一定的落差而形成台阶。
塌陷坑:边缘较陡、塌陷深度大的漏斗状或沟槽状塌陷坑。
常发生在浅部开采急倾斜煤层或特厚煤层时。
采动滑移或滑坡:采动滑移是指地下开采引起的山区地表附加移动;采动滑坡是指地下开采引起的坡体整体性大面积滑动或坍塌。
充分采动:地表最大下沉值不随采区尺寸增大而增大的临界开采状态。
条带式充填开采技术指南
条带式充填开采技术指南英文回答:Strip filling mining technology guide.Strip filling mining is a method of underground mining that involves filling mined-out areas with waste rock to support the overlying rock and prevent collapse. This technique is commonly used in the mining of coal, copper, and other minerals.The process of strip filling mining involves several key steps. First, the area to be mined is identified and the overlying rock is supported to prevent collapse. Then, the mineral is extracted using various mining methods, such as longwall mining or room and pillar mining. As the mineral is extracted, the waste rock is placed in the mined-out areas to fill the void and provide support to the overlying rock.One of the main advantages of strip filling mining is that it helps to minimize the environmental impact of mining. By filling the mined-out areas with waste rock, the land can be reclaimed and restored to its natural state. Additionally, strip filling mining can help to reduce the risk of subsidence and other ground stability issues.To implement strip filling mining effectively, it is important to carefully plan and design the mining operation. This includes conducting thorough geological surveys to understand the rock strata and identify potential hazards.It also involves developing a comprehensive filling plan to ensure that the waste rock is placed in a way that provides adequate support to the overlying rock.In addition, proper equipment and machinery areessential for strip filling mining. This includes equipment for extracting the mineral, transporting waste rock, and filling the mined-out areas. It is also important to have trained and experienced personnel who can safely and efficiently carry out the mining operation.Overall, strip filling mining is a valuable techniquefor underground mining operations. When implemented properly, it can help to minimize the environmental impactof mining and ensure the safety and stability of the mining operation.中文回答:条带式充填开采技术指南。
论高承压水体上压煤条带开采技术
1 我 国煤炭开采现状
全 国建 筑物 下 压 煤 量 就 达 8 7 . 6亿 t , 占“ 三 下” 压 煤 总 量
1 0 ( H为采深) 。 在 相 同采 出率 的条 件 下 , 增 大条 带 开 采 的 宽度
可提 高条 带 开 采 的效 率 。据 此提 出 了允许 地表 非统 一 下 沉盆
地 的宽 条 带设 计理 念 。 宽条 带 开 采技 术 充 分 利 用 了 盆地 范 围
Co a l
一
{
使 变形 分散 . 实现 在 控 制 变 形 的 条件 下提 高条 带开 采 宽度 的 目的 。在 此 基 础 上 , 还 提 出 了宽条 带 全 柱 开采 技 术 。还有 人 提 出 了条 带 开 采一 注浆 充 填 固结采 空 区一 剩 余 条 带 开采 的三 步 法
8能源・ 地矿
L O I V C A R B O N i V o R L D 2 0 1 3 , j f
论 高承 压水体 上压煤条 带开采技 术
黎定湘 ( 湖南省煤业集团辰溪矿业有限公司, 湖南 辰溪 4 1 9 5 0 0 )
【 摘 要 】 由于我国地广物博 , 地质条件 比较复杂, 给煤炭开采造成 了很大 的困难 , 特别是在高承压水体上开采时 , 煤层底板突水过程是一个复
杂 的非 平 衡 、 非 线性 的演 化 过 程 , 它 受 到 多种 因素 的 影 响 , 其 实质 是 煤 层 底板 含 水 层 高 承 压 水 沿 采 煤 工作 面 底 板 隔 水 层岩 体 内部 通 道 突 破 底 板
3-4-条带开采
4、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。
pm (0 .6 0 4 .3W p 6 /h )n
式中 σp——煤柱实际强度,MPa; σm——立方体煤柱强度,MPa; Wp——条带煤柱宽度,m; n——当Wp/h>5时,n=1.4; 当Wp/h<5时,n=1。
• 渐进破坏理论认为:煤体变形破坏是一 个复杂而渐近的过程。
对应煤体变形破坏过程的三个阶段,可将 煤柱变形破坏分成三个区,即松弛区、塑 性区及弹性区。
三、条带开采沉陷预计方法
•概率积分法 •数值模拟法 •实测纠偏法
200
200
500
60
60
500
50
2.5
2200
0 0
-0.02
-0.04
-0.06
300
600
900
a
ab
abc
-0.08
abcd
-0.1 -0.12 -0.14 -0.16
abcde ab+bc-b ab+bc+cd-b-c ab+bc+cd+de-b-c-d 下沉量 /m
轴抗压强度,通过下式来计算立方体煤柱
的原位强度:
m c
D 0.9
式中 σm——立方体煤柱的原位强度,MPa ; σc——实验室试样的平均单轴抗压强度,
村庄压煤条带开采综采工作面参数的确定
确 定 条 带 尺 寸 必 须 遵 守 两 个 基 本 原 则 : 1 开 采 ()
12 2 条 带 留宽 的确定 因素 .. 条带 留宽 根 据 临界 范 围内选 定 的采 宽经 计算 得 出, 留设煤 柱 的受力 状 况 是不 同 的 , 考虑 以下情 而 应
况:
后 条带煤柱应 有足够 的强 度和稳 定性 , 以承受 上覆 岩 层 的压 力 , 从而达 到减少地 表移 动与变形 的 目的; 2 () 条带开采 的每 一采 出宽度 , 尺 寸应 限制 在不 使地表 其
生产实践 和研 究 证 明 , 柱 尺 寸取 决 于采深 、 煤 采 厚、 采宽 、 上覆岩层 的容 重、 的抗压 强度 等 因素。采 煤
}收 稿 日期 :0 1一 l—l 21 O 3
作者简介 : 刘文 民(9 6一) 男 , 学学历 , 16 , 大 工程师 , 毕业 于山东科 技大学 , 现在 山东新 巨龙能源有 限责任公司工作。
宽则 取 决 于 煤 柱 尺 寸 的大 小 和 上 覆 岩 层 的岩 性 及 力 学
强度。条带法开采 、 冒落法 管理 顶板 与全采 冒落法 管
理顶 板 比较 , 能 大 幅 度 的 降低 地 表 下 沉 量 和 岩 移 变 它
形值 , 而有效 地保 护地表建 ( ) 从 构 筑物免遭破坏 。 12 条 带开 采采 、 . 留宽度 的确定
21年 期 01 第2
东 晨 甜技
l 6 5
村 庄 压 煤 条 带 开 采 综 采 工 作 面参 数 的确 定
刘 文民 , 刘善 勇
( 东新 巨龙能源有 限责任公 司, 山 山东 巨野
摘 要
241 ) 7 9 8
应用条带法开采时, 应尽 量 提 高 资 源 回 收 率 , 确保 地 表 移 动变 形 限 制在 不 破 坏 ( 破 蚜 ) 筑 物 的 前 提 下 , 理 确 定 条 带 开 采 的 采 在 少 =建 合
条带开采留设煤柱稳定性数值模拟分析
浅谈条带开采方案优化设计
护地面建筑物 , 使其避免 受开采 的影响 , 因此 在进行
条带开采尺寸设 计 时 , 应 根据 建筑 物 的质 量 和保 护
要求 , 确定一个 合理 的地 表变形值 , 并 使得条 带开 采
后地表出现的变形值小于该 合理变形值 。
2 . 2 条 带 采 宽 的确 定 方 法
传统的条带开采宽度设计 方法 大多是采 用经 验 方法确定 。一般认 为 , 采 出条带 宽度 达 到采深 H的 1 / 3时 , 地表会 出现 波浪 形下 沉盆 地 ; 为了保证 条 带
方面总存在着不 同程度 的差别 。一些较 为坚硬 的厚 岩层在采动岩 体 的变形 和 破坏 中起 主要 控 制作 用 , 它们 以某种力学结构 ( 破断前 为连续梁 , 破断后 为砌 体梁等 ) 支承上部岩层 , 而它们 的破断又 直接影 响岩
层 移 动 和 地 表 沉 陷程 度 。这 种 在 岩 层 运 动 中起 主 要
功的关键 。在 进行 条 带开 采尺 寸设 计 时 , 应 遵守 以
下 原 则 :
( 1 ) 强度稳定性 。在进 行条带开采 时 , 首先应 保 证所 留设的条 带煤 柱 的强 度大 于 实际 承受 的载荷 , 使煤柱具有长期 的稳定性 。
控制作用 的岩层称 为关 键岩层 。关 键岩层 的断 裂将
技术
A d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5—2 8 0 1 . 2 0 1 3 . 0 6 . 1 4
T D 8 2 3 . 6
文献 标 识 码
条带开采法是一种通 过部分 开采从 而控制上 覆 岩层和地表移 动 的方法 , 它是 将 被开 采 的煤层 划 分 成 比较正规 的条 带形 状 , 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 仅产 生 较小的移动 和 变形 。成 功 的条 带开 采后 , 地 表产 生 单一平缓的 下沉 盆地 , 地 表移 动 和变 形分 布规 律 与地下长壁全采时基本相似 。
条带开采保护煤柱受力变化规律研究
21 0 2年 第 1 8期
条带开采保护煤柱受力变化规律研究
田 坤 冯 耀 庭 张 建 超 陈德 勇 苏普 正。
( . 西 能 源职 业 技 术 学 院 能 源 工 程 系 , 西 成 阳 7 2 0 ; 1陕 陕 ]0 0
煤层倾 角 1~2 , 藏深 度 为 1 0~2 8 。 。埋 7 6 m。冲击 层 厚度 约 为 了和 现场对 应起来 , 采用 实际尺寸进 行描述 。 1 0 上 覆 岩 层 以粗 砂 岩 、 砂 岩 和 粉 砂 岩 为 主 , 夹 有 中 0 m, 细 间 () 案一 。 1方 t 砂 岩 和 泥 岩 , 岩 平 均 厚 度 为 l0 基 2 m。 伪 顶 为 泥 岩 、 质 泥 灰 从 模 型 左 面 起 留 3 m 的保 护 煤 柱 。第 一 次 开 采 , 落 高 0 跨 岩 , 度 0 3 直接 顶 为 泥 岩 和 砂 岩 二 种 类 型 , 度 4 厚 . m; 厚 ~ 度 为 l , 层 高 度 为 6 m 离 m。第 二 次 开 采 , 落 高 度 为 l 离 层 跨 m, 6 , 平层 理 发 育 ; 顶 为 中细 砂 岩 夹 粉 砂 岩 , 度 5 7 高度 为 6 m 水 老 厚 ~ m; m。第 三 次 开 采 , 开 采 到 1m 时 , 层 高度 为 2 当 5 离 m; 直接底板 为炭质泥岩 , 质泥岩 , 水 易膨胀 。 砂 遇 当开 采 到 2 m 时 , 层 间 距 加 大 , 续 开 采 时 出 现 顶 板 跨 落 5 离 继 2 条 带 开 采 尺 寸 确 定 现象 ; 开采 到 3 m 时 , 落高 度为 2 0 跨 m。第 四次开 采 , 跨落 高 m, m。第五次开采 , 离层 高度为 l m。 () 1 国内外 的条带开采经 验 说 明 , 为使 地 面不 出现波 浪 度 为 l 离层高度为 4 () 案 二 。 2方 式 下 沉 盆 地 , 进 行 条 带 开 采 时 , 保 证 采 出 条 带 开 采 宽 度 在 应
条带开采技术
2.煤柱的抗压强度 3.采深及上覆岩层容重 4.条带煤柱的宽高比。实验表明,在其它条件不变时,煤柱的稳定
1、条带开采宽 度的确定
条带的采宽b 和留宽a是密 切相关、相 互制约的。
在同时满足 地表允许变 形原则和煤 柱稳定性原 则的前提下, 求采宽和留 宽的最优值。
方法一:采宽b=(1/4~1/10)H 区间法:保证地面不出现波浪形下
沉,而只出现单一平缓的下沉盆地。
方法二:b≤2.25(H/20+6.1) 压力拱法:采宽应该不大于0.75倍
3. 尽量不在条带煤柱中穿切巷道,以免破坏条带煤柱的完整性,从而 降低条带煤柱的整体强度和稳定性。在钻孔爆破时,应该尽量减少 对条带煤柱的影响,以免使得节理裂隙扩展或煤柱片帮。
四、条带开采地表移动和变形预计
条带开采设计是一个不断优化的过程。
1. 根据条带开采的经验和煤矿生产的要求,初步选取条带采 出宽度和保留宽度;
2. 条带开采工程岩体(煤柱、顶板和底板)稳定性分析;
3. 条带开采的预计参数的计算;
4. 上覆岩层及地表移动变形进行预计;
5. 不断调整采出条带和保留条带的宽度,直到既满足条带开 采工程岩体的稳定和地表移动变形值小于保护地面建筑物 允许的变形值,又便于煤炭生产,而且煤炭的采出率最高 为止。
条带开采技术
§8 条带开采技术
§8.1 概 述 §8.2 条带开采基本理论与方法 §8.3 条带开采实例
§ 8.1 概 述
一、条带开采的基本概念 条带开采是一种部分开采方法,它是将要开采的煤层区
条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的确定
条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的确定煤矿开采是一项复杂的工程,涉及到地质、采矿技术、安全等多个方面的考虑。
确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度是确保矿山安全和高效开采的重要环节。
我们来了解一下条带充填开采的基本原理。
条带充填开采是指在采矿过程中,将部分煤柱保留在地下,用固体充填物填充在煤柱之间,以增加矿山的稳定性和安全性。
充填物可以是煤矸石、矿渣、水泥等,具体选择要根据矿区的实际情况进行确定。
确定条带充填开采煤柱宽度的关键是保证煤柱的稳定性。
煤柱是地下采矿中保留的未开采煤体,它承担着支撑岩层和地表的重要作用。
煤柱宽度的确定需要考虑以下几个因素:1. 地质条件:包括煤层的厚度、倾角、岩性等。
不同的地质条件对煤柱稳定性的要求不同,因此需要根据具体情况进行评估和确定。
2. 采矿工艺:包括开采方法、采场布置等。
不同的开采工艺对煤柱宽度的要求也不同,需要根据具体的采矿方案进行确定。
3. 安全要求:煤矿开采是一项高风险的工作,安全是首要考虑的因素。
煤柱宽度的确定要考虑到矿山的安全要求,确保矿山的稳定性和人员的安全。
确定开采宽度的关键是充分利用煤矿资源,实现高效开采。
开采宽度的确定需要考虑以下几个因素:1. 煤层厚度:开采宽度应根据煤层的厚度进行合理确定,以保证开采效果和资源利用率。
2. 采矿工艺:不同的采矿工艺对开采宽度有不同的要求。
有些采矿工艺要求开采宽度较窄,以保证采矿效果和矿石的回收率。
3. 经济效益:开采宽度的确定还要考虑到经济效益。
开采宽度过大会增加采矿成本,开采宽度过小则会影响矿石的产量和回收率。
因此,需要综合考虑经济效益和资源利用率,确定合理的开采宽度。
在确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度时,需要进行地质勘探、试验和数值模拟等工作,以获得准确的地质和工程参数。
同时,还需要综合考虑矿山的安全要求、资源利用率和经济效益,制定科学合理的开采方案。
确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度是煤矿开采中的重要环节。
条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的确定
条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的确定在煤矿开采中,为了保证矿井的安全和经济效益,需要合理确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度。
煤柱是指留在开采工作面两侧的未开采煤层,其作用是支撑着地表和上覆岩层的负荷,保证矿井的稳定。
而开采宽度则是指采煤工作面的宽度,直接影响着矿井的开采效率和安全性。
确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的关键是要充分考虑煤矿的地质条件、矿井结构、采煤工艺和安全要求等因素,并进行科学的计算和分析。
地质条件是确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的基础。
地质条件包括煤层的厚度、倾角、岩性、构造断裂等。
煤层的厚度和倾角决定了煤柱的强度和稳定性,煤层的岩性和构造断裂则直接影响煤柱的破坏和变形情况。
因此,需要通过地质勘探和实地观察,获取准确的地质数据,以便进行合理的设计和计算。
矿井结构也是确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的重要因素。
矿井结构包括矿井的深度、矿井厚度、巷道尺寸和支护方式等。
矿井的深度和厚度直接影响煤柱的受力和变形情况,巷道尺寸和支护方式则决定了煤柱的稳定性和支护效果。
因此,在设计矿井结构时,需要充分考虑煤柱的受力特点和变形规律,选择合适的支护方式和巷道尺寸。
采煤工艺也对条带充填开采煤柱宽度和开采宽度有一定影响。
采煤工艺包括开采方法、采煤机型号和运输方式等。
不同的采煤工艺对煤柱的破坏和变形程度不同,因此需要根据采煤工艺的特点,合理确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度。
安全要求是确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的重要依据。
煤矿的安全要求包括煤层气和瓦斯的抽放、煤尘控制、地质灾害防治等。
在确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度时,需要根据安全要求的规定和标准,确保矿井的安全生产。
确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度是一项复杂而关键的工作。
需要综合考虑地质条件、矿井结构、采煤工艺和安全要求等因素,进行科学的计算和分析。
只有在合理的基础上确定条带充填开采煤柱宽度和开采宽度,才能保证煤矿的安全和高效开采。
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二、条带开采设计方法
主控参数: 采出条带宽度b 保留条带宽度a 采出率C 设计方法: 经验方法 基于关键层的方法
采出率C
C b 100% ab
C一般为4060%
ba
采出条带宽度b
•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。
3、条带开采的岩层移动和变形特点
A
B
Line B---Pillar Line A---Gob
-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 Subsidence /m
Distance to 400 coal seam
/m 350
300
250
200
150
100
50
0 0
Above gob: subsidence decrease gradually from gob to surface Above pillar: subsidence increase from down to up
松弛区 塑性区 x0
弹性区
塑性区 松弛区 x0
• 渐进破坏理论的煤柱稳定判别条件为:
Wp 2x0 65%
Wp
• 选择威尔逊公式计算煤柱屈服区宽度。
威尔逊(Willson)煤柱屈服区宽度简化 公式,即:
x0=0.00492hH 式中 x0——煤柱屈服区宽度,m;
h——煤层采高,m; H——煤层采深,m。
NO
陷
实
Y ES
测
纠
N o .1 关 键 层 条 件 下 开 采 和 充 填 参 数
偏
软
件
修
N o .N 关 键 层 条 件 下 开 采 和 充 填 参 数
正
技术经济分析
工程应用
最优实施方案
基于关键层理论的建筑物下条带开采设计流程
地表 主关键层
保留条带宽度a
(1) 稳定性要求
宽高比要求
h
a
a 垮落条带 h
三、条带开采沉陷预计方法
•概率积分法 •数值模拟法 •实测纠偏法
200
200
500
60
60
500
50
2.5
2200
0 0
-0.02
-0.04
-0.06
300
600
900
a
ab
abc
-0.08
abcd
-0.1 -0.12 -0.14 -0.16
abcde ab+bc-b ab+bc+cd-b-c ab+bc+cd+de-b-c-d 下沉量 /m
b应等于或小于
(1/101/4)H
H
我国已有的采出条 带宽度多在1050m
b
a
采出条带宽度b
•取决于保留条带的宽度和采出率
ba
C b ab
C=Constant ,b a 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
Partial Mining Stress Distribution
Surface subsidence mechanism of partial mining is different from the the longwall minlars)
轴抗压强度,通过下式来计算立方体煤柱
的原位强度:
m c
D 0.9
式中 σm——立方体煤柱的原位强度,MPa ; σc——实验室试样的平均单轴抗压强度,
MPa; D——实验室圆柱体试样的直径或立方体试
样的边长,m。
考虑煤柱形状的影响,各国学者提出多个 煤柱强度的估算公式,目前应用较多且实用 性更强的为比涅乌斯基(Bieniawski)公式, 其具体计算公式为:
ba
1、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
ba
2、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;
条带采煤法开采的理想地质条件:
煤层埋深小于400500m,单一薄及中厚煤层, 厚度比较稳定,顶底板岩层和煤层较硬。
5
a 充填条带 h
2
条带煤柱强度稳定性评价方法 煤柱稳定性评价方法可归纳为两类:一是 极限强度理论;另一是渐进破坏理论。 • 极限强度理论的煤柱稳定判别条件为:
F p 1.5~2.0
Pp
选择“辅助面积法”求取煤柱载荷;按比 涅乌斯基公式求取煤柱强度。
(2)条带煤柱强度确定方法
由实验室较小尺寸试样获得的煤块单
pm (0 .6 4 0 .3W 6 p/h )n
式中 σp——煤柱实际强度,MPa; σm——立方体煤柱强度,MPa; Wp——条带煤柱宽度,m; n——当Wp/h>5时,n=1.4; 当Wp/h<5时,n=1。
• 渐进破坏理论认为:煤体变形破坏是一 个复杂而渐近的过程。
对应煤体变形破坏过程的三个阶段,可将 煤柱变形破坏分成三个区,即松弛区、塑 性区及弹性区。
3-4 条带开采技术
一、条带开采技术原理 二、条带开采设计方法 三、条带开采沉陷预计 四、条带开采工程实例
一、条带开采技术原理
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8090%
主要缺点是采出 率低,采出率 30~60%,巷道 掘进多,工作面 效率低
C b ab
1 ab Cb
a 1 b
b aC 1 C
a 1C bC
使用关键层判别软件判定覆岩关键层位置 估 算 N o .1 层 关 键 层 破 断 距 估 算 N o .N 层 关 键 层 破 断 距
设计条带采宽或充填 条带宽度
验算煤柱稳定性或设 计充填体强度
使
地表沉陷预计
用
开
采 沉
地表建筑是 否安全?
In partial mining, the surface subsidence is mainly caused by pillars and strata compression
4、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。
1200
1500
1800
2100 X /m
地表下沉预计
25 m 22 m
7226机巷
闭深合基测点站位I移I 测站 闭合测站I 60 m 观测巷