34条带开采.pptx

3-43-4条带开采技术条带开采技术一、条带开采技术原理一、条带开采技术原理二、条带开采设计方法二、条带开采设计方法三、条带开采沉陷预计三、条带开采沉陷预计四、条带开采工程实例四、条带开采工程实例一、条一、条带开采技术原理带开采技术原理 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表下沉量可达80 90%主要缺点是采出主要缺点是采出率低，率低，采出率采出率3060%，巷道掘巷道掘进多，工作面效进多，工作面效率低率低ba1、条带划分的类型、条带划分的类型v以条带面推进方向以条带面推进方向走向条带走向条带搬家少搬家少稳定性差稳定性差倾斜条带倾斜条带搬家多搬家多稳定性好稳定性好ba2、条带采煤法的适用条件、条带采煤法的适用条件地地面面为为密密集集建建筑筑群群、结结构构复复杂杂的的或或纪纪念念性性的的建建筑物；筑物；难搬迁的村庄；难搬迁的村庄；铁路桥梁、隧道或铁路干线下；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；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：条带采煤法开采的理想地质条件：煤层埋深小于煤层埋深小于400 500m，单一薄及中厚煤层，单一薄及中厚煤层，厚度比较稳定，顶底板岩层和煤层较硬。厚度比较稳定，顶底板岩层和煤层较硬。3 3、条带开采的岩层移动和变形特点、条带开采的岩层移动和变形特点 ABAbove gob:subsidence decrease gradually from gob to surfaceAbove pillar:subsidence increase from down to upPartial Mining Stress Distribution Partial Mining Stress Distribution Surface subsidence mechanism of partial mining is different from the the longwall mining(whole mining without big pillars)In partial mining,the surface subsidence is mainly caused by pillars and strata compression4 4、条带开采注意的问题、条带开采注意的问题 上上行行开开采采顺顺序序有有利利于于保保留留条条带带基基本本不不再再受受重复采动影响。重复采动影响。当当煤煤层层间间距距较较小小时时上上下下煤煤层层或或上上下下分分层层的的煤柱要对齐。煤柱要对齐。保留条带中尽量不开掘巷道或少开掘巷道保留条带中尽量不开掘巷道或少开掘巷道不不得得随随意意扩扩大大采采出出条条带带宽宽度度和和缩缩小小保保留留条条带宽度。带宽度。回回采采巷巷道道采采用用锚锚杆杆支支护护能能起起到到加加固固保保留留条条带的作用。带的作用。l主控参数：主控参数：采出条带宽度采出条带宽度b保留条带宽度保留条带宽度a采出率采出率Cl设计方法：设计方法：经验方法经验方法基于关键层的方法基于关键层的方法二、条带开采设计方法二、条带开采设计方法采出率采出率C C一般为一般为40 60%ba地表要避免出现波浪形下沉盆地地表要避免出现波浪形下沉盆地采采宽宽等等于于或或大大于于三三分分之之一一埋埋深深时时，地地表表就要出现波浪形的下沉盆地。就要出现波浪形的下沉盆地。采出条带宽度采出条带宽度bb应等于或小于应等于或小于（1/10 1/4）H我国已有的采出条我国已有的采出条带宽度多在带宽度多在10 50m采出条带宽度采出条带宽度b取决于保留条带的宽度和采出率取决于保留条带的宽度和采出率baC=Constant，b a 当当采采出出率率恒恒定定时时，采采出出煤煤柱柱宽宽度度增增加加时时，保保留留条条带带宽宽度度也也增增加加，煤煤柱柱稳稳定性也增加。定性也增加。采出条带宽度采出条带宽度b取决取决于保于保留条留条带的带的宽度宽度和采和采出率出率基于关键层理论的建筑物下条带开采设计流程基于关键层理论的建筑物下条带开采设计流程 保留条带宽度保留条带宽度a（1)稳定性要求稳定性要求宽高比要求宽高比要求ah充填条带充填条带垮落条带垮落条带 条带煤柱强度稳定性评价方法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；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：极限强度理论的煤柱稳定判别条件为：选择选择“辅助面积法辅助面积法”求取煤柱载荷；按比求取煤柱载荷；按比涅乌斯基公式求取煤柱强度。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轴抗压强度，通过下式来计算立方体煤柱的原位强度：式中 m立方体煤柱的原位强度，MPa;c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：式中 p煤柱实际强度，MPa；m立方体煤柱强度，MPa；Wp条带煤柱宽度，m;n当Wp/h5时，n=1.4;当Wp/h5时，n=1。渐进破坏理论认为：煤体变形破坏是一渐进破坏理论认为：煤体变形破坏是一个复杂而渐近的过程。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、塑煤柱变形破坏分成三个区，即松弛区、塑性区及弹性区。性区及弹性区。渐进破坏理论的煤柱稳定判别条件为：渐进破坏理论的煤柱稳定判别条件为：选择威尔逊公式计算煤柱屈服区宽度。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。三、条带开采沉陷预计方法三、条带开采沉陷预计方法概率积分法概率积分法数值模拟法数值模拟法实测纠偏法实测纠偏法地表下沉预计 探测结果探测结果 对二二采区第对二二采区第3留设条带煤留设条带煤柱稳定性进行掘巷工程探柱稳定性进行掘巷工程探测结果表明，采空区冒落测结果表明，采空区冒落充填密实，煤柱处于三向充填密实，煤柱处于三向采状态，煤柱无明显滑移采状态，煤柱无明显滑移和抽冒现象。煤体松驰区和抽冒现象。煤体松驰区宽度约为宽度约为2.0m左右，与钻左右，与钻孔深基点观测结果一致，孔深基点观测结果一致，煤体屈服区宽度在回采结煤体屈服区宽度在回采结束束2.5年后未继续发展。年后未继续发展。图6.3 2#测线的动态下沉曲线图1#测线的动态下沉曲线图