建筑物下采煤讲稿.ppt

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1、建筑物下采煤第一页，讲稿共三十六页哦1）在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部）在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部,采用倾斜分层采用倾斜分层2）急倾斜煤层（浅部）急倾斜煤层（浅部）采用分层间歇式采煤法采用分层间歇式采煤法 严禁无限制地放煤严禁无限制地放煤 煤层顶板坚硬不易冒落时要人工强制放顶。煤层顶板坚硬不易冒落时要人工强制放顶。煤层露头处应保留足够高度的煤柱煤层露头处应保留足够高度的煤柱3）若建筑物位于煤层露头附近或其下方有浅部煤层）若建筑物位于煤层露头附近或其下方有浅部煤层或煤层上方覆岩为石灰岩地层，需查明建筑物下方或煤层上方覆岩为石灰岩地层，需查明建筑物下方是否有老窑、废巷、岩溶、老井以及他们被充填的是否有老窑

2、、废巷、岩溶、老井以及他们被充填的程度程度一、防止地表突然下沉和塌陷一、防止地表突然下沉和塌陷,第二页，讲稿共三十六页哦二、既能减少地表下沉又能减少地表变形的二、既能减少地表下沉又能减少地表变形的井下开采技术措施井下开采技术措施 cos0mW 地表移动和变形的地表移动和变形的各项指标均与最大各项指标均与最大下沉值成正比下沉值成正比 00bWU rWi00rbW0052.120052.1rWK第三页，讲稿共三十六页哦1、充填法处理采空区、充填法处理采空区充填法处理采空区充填法处理采空区 水砂充填水砂充填 风力充填风力充填 矸石自溜充填矸石自溜充填水砂充填法水砂充填法,地表最大下沉值仅为采厚的地表

3、最大下沉值仅为采厚的8 8 15%15%，专门的充填设备和设施，专门的充填设备和设施，充填充填材料，吨煤成本中增加充填费用材料，吨煤成本中增加充填费用第四页，讲稿共三十六页哦水砂充填采煤法水砂充填采煤法81 4p 2-2 91 11 091 21 51 31 876351 6141 721行人斜井；行人斜井；2砂仓砂仓；3注砂室；注砂室；4斜井斜井；5地面清水池；地面清水池；6注砂管；注砂管；7流水上山；流水上山；8流水道；流水道；9沉淀池沉淀池；10排泥罐；排泥罐；11水水仓；仓；12水泵；水泵；13排排泥矿车；泥矿车；14吸水井；吸水井；15排水管；排水管；16运砂运砂矿车；矿车；17供水

4、管；供水管；18已充填的采空区已充填的采空区第五页，讲稿共三十六页哦2 2、条带采煤法、条带采煤法 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%主要缺点是采出率主要缺点是采出率低，低，采出率小于采出率小于50%，巷道掘进多巷道掘进多，工作面效率低，工作面效率低ba第六页，讲稿共三十六页哦大同白洞居民村下大同白洞居民村下徐州徐州 韩桥、徐州沛城城下韩桥、徐州沛城城下枣

5、庄、抚顺枣庄、抚顺阜新平安矿建筑物下阜新平安矿建筑物下蛟河矿奶子山镇下蛟河矿奶子山镇下四川南桐隧道下四川南桐隧道下鹤壁九矿工人村下鹤壁九矿工人村下峰峰矿区峰峰矿区条带条带+充填充填 0.02 0.05条带条带+垮落垮落 0.05 0.15条带采煤法条带采煤法 第七页，讲稿共三十六页哦通过地面钻孔向开采后正在离层的岩层缝隙通过地面钻孔向开采后正在离层的岩层缝隙中进行高压注浆，中进行高压注浆，使岩体进一步碎裂使岩体进一步碎裂可减少下沉可减少下沉80年代抚顺局老虎台矿减少下沉年代抚顺局老虎台矿减少下沉56.9 65.2%增加成本增加成本3 3、采空区离层带中高压注浆、采空区离层带中高压注浆 第八页，

6、讲稿共三十六页哦离层带高压注浆效果离层带高压注浆效果 注浆效果注浆效果抚顺老虎台抚顺老虎台大屯徐庄大屯徐庄兖州东滩兖州东滩浆液占浆液占采煤量采煤量(%)4.8760.0219.26粉煤灰占粉煤灰占采煤量采煤量%1.550.951.91减少下沉减少下沉(%)56.9 65.23554注浆效果注浆效果开滦唐山开滦唐山新汶华丰新汶华丰南桐东林南桐东林浆液占浆液占采煤量采煤量(%)24.5914粉煤灰占粉煤灰占采煤量采煤量%1.461.32减少下沉减少下沉(%)8.43.691第九页，讲稿共三十六页哦三、减少地表变形的井下开采技术措施三、减少地表变形的井下开采技术措施 能减少地表变形但不能明显减少地表

7、下沉能减少地表变形但不能明显减少地表下沉1、限厚开采（微分层开采）、限厚开采（微分层开采）建筑物允许的水平变形为建筑物允许的水平变形为 开采后地表最大的水平拉伸变形为开采后地表最大的水平拉伸变形为 max max 一次采出厚度由最大允许水平变形值一次采出厚度由最大允许水平变形值 max来来决定决定第十页，讲稿共三十六页哦限厚开采限厚开采1cos,52.100maxmWtgHrrbWcos52.1tgbHm cos52.1cos52.1maxHtgmbtgHmb第十一页，讲稿共三十六页哦限厚开采举例限厚开采举例取取=1.5mm/mH=500m=10 b=0.3=0.8tg=2则则m 1043mm

8、。cos52.1tgbHm 实际中开采上有困难实际中开采上有困难第十二页，讲稿共三十六页哦2、消除或减少开采引起的地表变形不利叠加，、消除或减少开采引起的地表变形不利叠加，利用地表变形有利叠加利用地表变形有利叠加近距离煤层群近距离煤层群厚煤层分层厚煤层分层拉伸变形与拉伸变形叠加拉伸变形与拉伸变形叠加拉伸变形与压缩变形叠加拉伸变形与压缩变形叠加停采线停采线开采边界开采边界第十三页，讲稿共三十六页哦（1）上下分层或上下煤层间歇开采）上下分层或上下煤层间歇开采在先采的煤层或分层引起的地表移动稳定后再在先采的煤层或分层引起的地表移动稳定后再继续开采相邻的分层或煤层继续开采相邻的分层或煤层 限制了同时开

9、采的采厚限制了同时开采的采厚 消除上下煤层或分层开采影响相互叠加消除上下煤层或分层开采影响相互叠加问题：问题：工作面接替工作面接替 不利于不利于 巷道维护时间长巷道维护时间长 集中生产集中生产第十四页，讲稿共三十六页哦（2）尽量实行无煤柱开采，避免在建筑）尽量实行无煤柱开采，避免在建筑物下残留尺寸不当的煤柱物下残留尺寸不当的煤柱阶段、水平、大巷、上下山和区段煤柱，以及阶段、水平、大巷、上下山和区段煤柱，以及断层煤柱。断层煤柱。第十五页，讲稿共三十六页哦LrLr,工程意义上的地表变形不叠加工程意义上的地表变形不叠加+-+-L4rraba b第十六页，讲稿共三十六页哦L=2r时，地表变形叠加，但峰

10、值比原来的最时，地表变形叠加，但峰值比原来的最大值大值略大略大 a+b略大于略大于 max+-+-L=2rraba bL=2r第十七页，讲稿共三十六页哦+-+-L=0.8r0.4raba b0.4rL=0.8r时时,地表变形峰值叠加地表变形峰值叠加 a+b=2 max因此建筑物不宜布置在这类煤柱上因此建筑物不宜布置在这类煤柱上L=0.8r2 max 第十八页，讲稿共三十六页哦=2 1 m a x(c)4 r112 r2=(a)+1 20.8 r2m a x211=2 m a x+21 m a x采空区采空区内残留内残留的煤柱的煤柱对地表对地表水平变水平变形的影形的影响响第十九页，讲稿共三十六页

11、哦煤柱宽度煤柱宽度煤柱宽度小于煤柱宽度小于10 15mm压酥（不会对地表产生不利压酥（不会对地表产生不利影响）影响）煤柱宽度大于煤柱宽度大于15 20mm,对地表产生不利影响对地表产生不利影响,建建筑物应避开筑物应避开第二十页，讲稿共三十六页哦（3）布置较长的工作面，使建筑物仅受动态变形）布置较长的工作面，使建筑物仅受动态变形超充分采动盆地中央超充分采动盆地中央W=W0、i=0，K=0、=0，U=0+-+-r使建筑物位于盆地中央使建筑物位于盆地中央第二十一页，讲稿共三十六页哦利用上下煤层或上下分层同时开采所产生利用上下煤层或上下分层同时开采所产生的地表拉伸变形与压缩变形相互抵消的地表拉伸变形与

12、压缩变形相互抵消,减少减少开采对地表的影响开采对地表的影响上下煤层或上下分层协调开采上下煤层或上下分层协调开采同一煤层相邻工作面协调开采同一煤层相邻工作面协调开采 （4）工作面协调开采）工作面协调开采Harmonic miningHarmonic mining第二十二页，讲稿共三十六页哦上下工作面协调开采上下工作面协调开采+-0.4r1m11 2+m20.4r2H1H2l)(4.0)(4.02121tgHtgHrrl两层煤错开的距离两层煤错开的距离l第二十三页，讲稿共三十六页哦结果：少受一次拉伸变形结果：少受一次拉伸变形当上煤层较薄下煤层较厚时，使最大拉伸变形减少。当上煤层较薄下煤层较厚时，使

13、最大拉伸变形减少。+-0.4r1m11 2+m20.4r2H1H2l上下工作面协调开采上下工作面协调开采第二十四页，讲稿共三十六页哦tgHrrl8.0)4.04.0(+-0.4r1 2+0.4rHl建筑物仅承受初采工作面最大拉变形和最终工作面的压缩建筑物仅承受初采工作面最大拉变形和最终工作面的压缩变形变形问题：采掘接替和巷道布置有特定的要求，我国未广泛应问题：采掘接替和巷道布置有特定的要求，我国未广泛应用。用。上下工作面协调开采上下工作面协调开采第二十五页，讲稿共三十六页哦同煤层相邻工作面协调开采同煤层相邻工作面协调开采锯齿形工作面锯齿形工作面台阶形工作面台阶形工作面原理：原理：先采的部分为非

14、充分采先采的部分为非充分采动，变形量小；动，变形量小；让后采的工作面的拉伸让后采的工作面的拉伸变形与先采工作面的压变形与先采工作面的压缩变形抵消一部分。缩变形抵消一部分。+-+-台阶形工作面台阶形工作面第二十六页，讲稿共三十六页哦+-+-同煤层相邻工作面协调开采同煤层相邻工作面协调开采问题：管理困难问题：管理困难第二十七页，讲稿共三十六页哦(5)合理布置各煤层或上下分层的开采边界合理布置各煤层或上下分层的开采边界避免建筑物位于开采影响边界避免建筑物位于开采影响边界避免建筑物承受拉伸变形避免建筑物承受拉伸变形 尤其是避免最大拉伸变形，即避开尤其是避免最大拉伸变形，即避开0.4r处处。+-0.4r

15、第二十八页，讲稿共三十六页哦2m1m00(a)m1m00(b)2212+-1合理布置各煤层或上下分层的开采边界合理布置各煤层或上下分层的开采边界第二十九页，讲稿共三十六页哦停采线位置对建筑物的影响停采线位置对建筑物的影响(c)0.8r(a)0.8r(b)区空采未 采区筑未(d)d建区采 空物区采（a）建筑物受双倍拉伸变形；（）建筑物受双倍拉伸变形；（b）建筑物受双倍压缩变形；）建筑物受双倍压缩变形；（c）建筑物受最大倾斜作用；（）建筑物受最大倾斜作用；（d）建筑物受最大剪切变形）建筑物受最大剪切变形 第三十页，讲稿共三十六页哦矩形建筑物长轴方向抗变形能力较小矩形建筑物长轴方向抗变形能力较小短轴

16、方向抗变形能力较大短轴方向抗变形能力较大位于区段内时，工作面应平行于建筑物长轴布置位于区段内时，工作面应平行于建筑物长轴布置推进方向为充分采动，变形值最大推进方向为充分采动，变形值最大，建筑物短轴方向抗变，建筑物短轴方向抗变形能力较大。形能力较大。合理确定建筑物与开采区域的相对位置合理确定建筑物与开采区域的相对位置第三十一页，讲稿共三十六页哦建筑物位于区段外时，工作面应垂直建筑建筑物位于区段外时，工作面应垂直建筑物长轴方向布置物长轴方向布置 0.4r侧边拉伸变形最大，让抗变形能力较大的短侧边拉伸变形最大，让抗变形能力较大的短轴方向垂直于区段的长轴方向。轴方向垂直于区段的长轴方向。合理确定建筑物

17、与开采区域的相对位置合理确定建筑物与开采区域的相对位置第三十二页，讲稿共三十六页哦避免工作面与避免工作面与建筑物长轴斜建筑物长轴斜交，承受长期交，承受长期拉变形拉变形工作面应以主工作面应以主要或大多数建要或大多数建筑物的长轴方筑物的长轴方向为准来布置向为准来布置推进方向推进方向第三十三页，讲稿共三十六页哦4、对称背向开采、对称背向开采保护孤立的建筑物保护孤立的建筑物建筑物抗压缩变形能力大，建筑物抗压缩变形能力大，压压 拉拉 开切眼位位于建筑物正下方开切眼位位于建筑物正下方，使建筑物不承受拉伸变形，使建筑物不承受拉伸变形，而承受叠加后较大的压缩变形而承受叠加后较大的压缩变形。U=0，W=W0为避

18、免建筑物承受较大的压缩为避免建筑物承受较大的压缩变形，在建筑物下方变形，在建筑物下方r/2处开切眼处开切眼，建筑物承受少量拉伸变形和少，建筑物承受少量拉伸变形和少量压缩变形量压缩变形+r/2第三十四页，讲稿共三十六页哦开采边界处理开采边界处理 原则上建筑物应避开开采边界原则上建筑物应避开开采边界当不可避免地位于开采边界位置处时，边界要当不可避免地位于开采边界位置处时，边界要处理处理上下煤层和上下分层合理边界位置上下煤层和上下分层合理边界位置+-0.4r1m1 1 2+m20.4r2+-第三十五页，讲稿共三十六页哦边界充填边界充填矸石充填矸石充填水砂水砂粉煤灰粉煤灰+-+-锯齿状边界锯齿状边界非充分采动的压缩变形和非充分采动的压缩变形和充分采动的拉伸变形充分采动的拉伸变形相互抵消一部分相互抵消一部分问题：设备、采煤方法问题：设备、采煤方法，采出率，采出率第三十六页，讲稿共三十六页哦