任务4条带开采技术.pptx

2024/8/10周六1任务任务4 4 条条 带带 开开 采采 技技 术术2024/8/10周六2引引 言言条带开采的基本概念条带开采的基本概念12条带开采设计条带开采设计345影响条带开采地表下沉的因素影响条带开采地表下沉的因素条带煤柱稳定性条带煤柱稳定性2024/8/10周六31 1、引言、引言我我国国是是一一个个产产煤煤大大国国，开开采采所所引引起起的的地地表表沉沉陷陷及及其其环环境境灾灾害害问问题题日日益益突突出出。全全国国“三三下下”压压煤煤量量达达140140亿亿亿亿吨吨，建建筑筑物物下下压压煤煤开开采采已已成成为为矿矿区区面面临临的的主主要问题，采动损害问题要问题，采动损害问题 突出。突出。2024/8/10周六41 1、引言、引言全全国国建建筑筑物物下下压压煤煤量量就就达达87.687.6亿亿吨吨，占占“三三下下”压压煤煤总总量量的的63.563.5，居，居“三下三下”压煤量之首。压煤量之首。建建筑筑物物下下采采煤煤问问题题的的关关键键是是控控制制地地表表沉沉陷陷，控控制制地地表表沉沉陷陷的的方方法主要有法主要有充填开采、条带开采、离层注浆等。等。由由于于充充填填开开采采成成本本高高等等原原因因，目目前前在在我我国国应应用用较较少少。离离层层注注浆浆是是近近年年来来发发展展起起来来的的新新方方法法，尚尚处处于于试试验验研研究究阶阶段段，在在国国内内应应用也不广泛。用也不广泛。2024/8/10周六5建筑物采动损害实例建筑物采动损害实例1 1、引言、引言2024/8/10周六61 1、引言、引言条条带带开开采采由由于于能能有有效效地地控控制制上上覆覆岩岩层层和和地地表表沉沉陷陷，保保护护地地表表建建筑筑物物和和生生态态环环境境，在在我我国国煤煤矿矿被被广广泛泛采采用。用。目目前前已已成成为为我我国国村村庄庄下下、城城镇镇建建筑筑物物下下及及不不宜宜搬搬迁迁建筑物下等压煤开采的有效途径。建筑物下等压煤开采的有效途径。2024/8/10周六72 2、条带开采的基本概念、条带开采的基本概念2.12.1条条带带开开采采的的定定义义：是是一一种种部部分分开开采采方方法法，它它是是将将要要开开采采的的煤煤层层区区域域划划分分为为比比较较正正规规的的条条带带形形状状，采采一一条条、留留一一条条，使使留留下下的的条条带带煤煤柱柱足足以以支支撑撑上上覆覆岩岩层层的的重重量量，而而地地表表只只产产生生较较小小的移动和变形。的移动和变形。2024/8/10周六82 2、条带开采的基本概念、条带开采的基本概念vv 2.2 2.2 条带开采的类型条带开采的类型v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v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ba2024/8/10周六92 2、条带开采、条带开采的基本概念的基本概念 2.3 2.3 条带开采的优缺点条带开采的优缺点 条条带带开开采采与与一一般般长长壁壁式式采采煤煤法法相相比比，有有采采出出率率低低、掘掘进进率率高高、采采煤煤工工作作面面搬搬家家次次数数多多等等缺缺点点。但但它它的的突突出出优优点点是是开开后后引引起起的的围围岩岩移移动动量量小小、地表沉陷小地表沉陷小。2024/8/10周六102.4 2.4 2.4 2.4 条带开采的适用条件：条带开采的适用条件：条带开采的适用条件：条带开采的适用条件：n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；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；n难以搬迁或无处搬迁的村庄压煤；难以搬迁或无处搬迁的村庄压煤；n铁路桥梁、隧道、或铁路干线下采煤；铁路桥梁、隧道、或铁路干线下采煤；n水体下采煤以及受岩溶承压水威胁的煤层开采水体下采煤以及受岩溶承压水威胁的煤层开采 。2 2 2 2、条带开采、条带开采、条带开采、条带开采的基本概念的基本概念的基本概念的基本概念2024/8/10周六113.1 3.1 3.1 3.1 条带开采设计的一般原则条带开采设计的一般原则条带开采设计的一般原则条带开采设计的一般原则一般情况下，条带开采设计时应遵循以下原则一般情况下，条带开采设计时应遵循以下原则：n n（1 1）地地地地表表表表允允允允许许许许变变变变形形形形原原原原则则则则：即即条条带带采采出出后后，地地表表能能形形成成单单一一均均匀匀的的下下沉沉盆地。地表产生的变形值要小于建筑物允许的变形值。盆地。地表产生的变形值要小于建筑物允许的变形值。3 3 3 3、条带开采设计、条带开采设计、条带开采设计、条带开采设计2024/8/10周六12n n（2 2 2 2）煤煤煤煤柱柱柱柱稳稳稳稳定定定定性性性性原原原原则则则则：即即保保证证留留设设条条带带煤煤柱柱有有足足够够的的强强度度支支撑撑覆覆岩岩的载荷，并且能够保持长期稳定。的载荷，并且能够保持长期稳定。HbabP（3 3）回回采采率率原原则则：在在满满足足地地表表允允许许变变形形原原则则和和煤煤柱柱稳稳定定性性原原则则前前提下，回采率尽量大，采出条带尽量宽。提下，回采率尽量大，采出条带尽量宽。2024/8/10周六133.23.2主控参数：主控参数：采出条带宽度采出条带宽度b b保留条带宽度保留条带宽度a a采出率采出率C C3 3 3 3、条带开采设计、条带开采设计、条带开采设计、条带开采设计2024/8/10周六14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。(1)采出条带宽度bb b应等于或小于（应等于或小于（1/101/10 1/41/4）H H 我国已有的采出条带宽我国已有的采出条带宽度多在度多在1010 50m50m2024/8/10周六15(1)采出条带宽度b煤柱的稳定性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，保留条带宽度也增加，煤柱稳定性也增加。保留条带宽度也增加，煤柱稳定性也增加。2024/8/10周六16(2)保留条带宽度a宽高比要求ah充填条带充填条带垮落条带垮落条带2024/8/10周六17(3)采出率C C一般为一般为30 60%ba2024/8/10周六18正规条带采煤法地表下沉系数与采出率的关系 采出率（采出率（%）坚硬覆岩坚硬覆岩中硬覆岩中硬覆岩软弱覆岩软弱覆岩700.14 0.170.21 0.270.27 0.33600.09 0.110.13 0.170.17 0.21500.05 0.060.08 0.100.10 0.12400.026 0.0320.03 0.050.05 0.06300.011 0.0140.016 0.0220.022 0.0262024/8/10周六19 在在相相同同采采出出率率的的条条件件下下，增增大大条条带带开开采采的的宽宽度度可可提提高高条条带带开开采采的的效效率率。据据此此提提出出了了允允许许地地表表非非统统一一下下沉沉盆盆地地的的宽宽条条带带设设计计理理念念。宽宽条条带带开开采采技技术术充充分分利利用用了了盆盆地地范范围围使使变变形形分分散散，实实现现在在控控制制变变形形的的条件下提高条带开采宽度的目的。条件下提高条带开采宽度的目的。在在此此基基础础上上，还还提提出出了了宽宽条条带带全全柱柱开开采采技技术术。还还有有人人提提出出了了条条带带开开采采注注浆浆充充填填固固结结采采空空区区剩剩余余条条带带开开采采的的三三步步法法开采沉陷控制的新思路。开采沉陷控制的新思路。2024/8/10周六203 3、条带开采设计、条带开采设计3.33.3多煤层条带开采设计多煤层条带开采设计 在在多多煤煤层层条条带带开开采采方方面面，条条带带开开采采中中选选择择开开采采煤煤层层的的最小采动影响原则、层间条带煤柱的对齐原则等等。多多多多煤煤煤煤层层层层条条条条带带带带开开开开采采采采当当当当层层层层间间间间距距距距较较较较小小小小时时时时，应应应应使使使使上上上上下下下下煤煤煤煤柱柱柱柱在在在在法法法法线线线线方方方方向向向向对对对对齐齐齐齐；当当当当上上上上下下下下煤煤煤煤层层层层间间间间距距距距大大大大于于于于下下下下层层层层煤煤煤煤采采采采厚的厚的厚的厚的3030303060606060倍时，可以不对齐。倍时，可以不对齐。倍时，可以不对齐。倍时，可以不对齐。2024/8/10周六214 4、条带煤柱的稳定性、条带煤柱的稳定性压压力力拱拱理理论论：压力拱理论主要用于沉陷控制。该理论认为：由由于于采采空空区区上上方方压压力力拱拱的的形形成成，上上覆覆岩岩层层的的负负载载只只有有很很少少一一部部分分作作用用到到直直接接顶顶板板上上，其其它它部部分分的的覆覆岩岩重重量量会会向向采采面面两两侧侧的的实实体体煤煤区区（拱脚）转移（拱脚）转移，如右图。如右图。2024/8/10周六224 4、条带煤柱的稳定性、条带煤柱的稳定性 条带开采采出率能否提高与条带煤柱的稳定性直接相关，在条带开采中要求：条带煤柱的稳定与否是条带开采成败的关键。条带煤柱要有足够的强度和稳定性，从而能长期有效地支撑上覆岩层的载荷。在抗滑稳定性方面，具体在什么条件下煤柱会滑移，目前研究不多，一般认为：当当2020时，煤柱可能滑移，布置倾向或伪斜条带；时，煤柱可能滑移，布置倾向或伪斜条带；当当2020时，煤柱不滑移，布置走向条带。时，煤柱不滑移，布置走向条带。2024/8/10周六235、影响条带开采地表下沉的因素影响条带开采下沉的因素：采采采采宽宽宽宽b b b b、留留留留宽宽宽宽a a a a、采采采采深深深深H H H H、采采采采厚厚厚厚M M M M、采采采采出出出出率率率率C C C C、采采煤煤方方法法与与顶顶板板管管理理方方法法、上上覆覆岩岩层层结结构构及及物物理理力力学学性性质质、煤煤柱柱及及顶顶底底板板围围岩岩的的力力学学性性质质、条条带带开开采采区区域域面面积积、重重复复采采动动、煤煤层层倾倾角角等。此外，在不同的地质采矿条件下，影响条带开采下沉系数的因素可能还有地质构造、水文地质条件、地形条件、表土层厚度以及岩体的节理效应等。2024/8/10周六246、小结重点内容：重点内容：条带开采的定义条带开采的定义 条带开采设计一般原则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开采地表下沉的影响因素 条带煤柱稳定性条带煤柱稳定性