建筑物下采煤02-3.ppt

第三节 建筑物下采煤的井下开采技术措施,建筑物下采煤的目的：采出煤炭资源尽可能地减少建筑物受损害的程度 规程规定的建筑物压煤容许开采的条件井下采取开采技术措施地面对建筑物要采取加固维修措施1）在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部, 采用倾斜分层2）急倾斜煤层（浅部） 采用分层间歇式采煤法 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程度,一、防止地表突然下沉和塌陷,,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,地表移动和变形的各项指标均与最大下沉值成正比,1、充填法处理采空区,充填法处理采空区水砂充填风力充填矸石自溜充填水砂充填法,地表最大下沉值仅为采厚的815%，专门的充填设备和设施， 充填材料，吨煤成本中增加充填费用,水砂充填采煤法,1—行人斜井；2—砂仓；3—注砂室；4—斜井；5—地面清水池；6—注砂管；7—流水上山；8—流水道；9—沉淀池；10—排泥罐；11—水仓；12—水泵；13—排泥矿车；14—吸水井；15—排水管；16—运砂矿车；17—供水管；18—已充填的采空区,2、条带采煤法,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8090%,主要缺点是采出率低，采出率小于50%，巷道掘进多，工作面效率低,大同白洞居民村下徐州 韩桥、徐州沛城城下枣庄、抚顺阜新平安矿建筑物下蛟河矿子山镇下四川南桐隧道下鹤壁九矿工人村下峰峰矿区条带+充填 —0.020.05条带+垮落 —0.050.15,条带采煤法,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，使岩体进一步碎裂可减少下沉80年代抚顺局老虎台矿减少下沉56.965.2%增加成本,3、采空区离层带中高压注浆,离层带高压注浆效果,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下沉1、限厚开采（微分层开采）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maxmax[]一次采出厚度由最大允许水平变形值max来决定,限厚开采,1,限厚开采举例,取[]=1.5mm/mH=500m=10b=0.3=0.8tg=2则m1043mm实际中开采上有困难,2、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,,近距离煤层群厚煤层分层拉伸变形与拉伸变形叠加拉伸变形与压缩变形叠加停采线开采边界,（1）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继续开采相邻的分层或煤层 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问题： 工作面接替 不利于 巷道维护时间长 集中生产,,（2）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,阶段、水平、大巷、上下山和区段煤柱，以及断层煤柱。

Lr,Lr,工程意义上的地表变形不叠加,L=2r时，地表变形叠加，但峰值比原来的最大值略大 a+b略大于max,L=2r,L=0.8r时,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,L=0.8r,2max,采空区内残留的煤柱对地表水平变形的影响,煤柱宽度,煤柱宽度小于1015mm压酥（不会对地表产生不利影响）煤柱宽度大于1520mm,对地表产生不利影响,建筑物应避开,（3）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W=W0、i=0， K=0、 =0，U=0,使建筑物位于盆地中央,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,减少开采对地表的影响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,（4）工作面协调开采,Harmonic mining,上下工作面协调开采,两层煤错开的距离l,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上下工作面协调开采,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问题：采掘接替和巷道布置有特定的要求，我国未广泛应用。

上下工作面协调开采,同煤层相邻工作面协调开采,锯齿形工作面台阶形工作面原理：先采的部分为非充分采动，变形量小；让后采的工作面的拉伸变形与先采工作面的压缩变形抵消一部分同煤层相邻工作面协调开采,问题：管理困难,(5)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承受拉伸变形 尤其是避免最大拉伸变形，即避开0.4r处0.4r,,合理布置各煤层或上下分层的开采边界,停采线位置对建筑物的影响,（a）建筑物受双倍拉伸变形；（b）建筑物受双倍压缩变形；（c）建筑物受最大倾斜作用；（d）建筑物受最大剪切变形,矩形建筑物长轴方向抗变形能力较小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,,,,,推进方向为充分采动，变形值最大 ，建筑物短轴方向抗变形能力较大合理确定建筑物与开采区域的相对位置,建筑物位于区段外时，工作面应垂直建筑物长轴方向布置,,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合理确定建筑物与开采区域的相对位置,避免工作面与建筑物长轴斜交，承受长期拉变形,工作面应以主要或大多数建筑物的长轴方向为准来布置推进方向,4、对称背向开采,保护孤立的建筑物建筑物抗压缩变形能力大，[压] ＞[拉] 开切眼位位于建筑物正下方，使建筑物不承受拉伸变形，而承受叠加后较大的压缩变形。

U=0，W=W0为避免建筑物承受较大的压缩变形，在建筑物下方r/2处开切眼，建筑物承受少量拉伸变形和少量压缩变形,开采边界处理,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，边界要处理上下煤层和上下分层合理边界位置,边界充填矸石充填水砂粉煤灰,锯齿状边界非充分采动的压缩变形和充分采动的拉伸变形相互抵消一部分问题：设备、采煤方法，采出率,。