建筑物下采煤的井下開采技術措施課件

建筑物下采煤的井下開采技術措施建筑物下采煤的目的：采出煤炭資源

盡可能地減少建筑物受損害的程度。

規(guī)程規(guī)定的建筑物壓煤容許開采的條件井下采取開采技術措施地面對建筑物要采取加固維修措施。1）在緩傾斜和傾斜厚煤層淺部,采用傾斜分層2）急傾斜煤層（淺部）采用分層間歇式采煤法嚴禁無限制地放煤煤層頂板堅硬不易冒落時要人工強制放頂。煤層露頭處應保留足夠高度的煤柱3）若建筑物位于煤層露頭附近或其下方有淺部煤層或煤層上方覆巖為石灰?guī)r地層，需查明建筑物下方是否有老窯、廢巷、巖溶、老井以及他們被充填的程度一、防止地表突然下沉和塌陷,二、既能減少地表下沉又能減少地表變形的井下開采技術措施

地表移動和變形的各項指標均與最大下沉值成正比

1、充填法處理采空區(qū)充填法處理采空區(qū)水砂充填風力充填矸石自溜充填水砂充填法,地表最大下沉值僅為采厚的8

15%，專門的充填設備和設施，充填材料，噸煤成本中增加充填費用水砂充填采煤法1—行人斜井；2—砂倉；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—水倉；12—水泵；13—排泥礦車；14—吸水井；15—排水管；16—運砂礦車；17—供水管；18—已充填的采空區(qū)2、條帶采煤法

煤層劃分為若干條帶，各條帶相間開采，采出條帶采出后，由保留條帶支撐上覆巖層重量。條帶采煤法能夠有效地減少地表變形，減少地表下沉量可達80

90%主要缺點是采出率低，采出率小于50%，巷道掘進多，工作面效率低ba大同白洞居民村下徐州韓橋、徐州沛城城下棗莊、撫順阜新平安礦建筑物下蛟河礦奶子山鎮(zhèn)下四川南桐隧道下鶴壁九礦工人村下峰峰礦區(qū)條帶+充填

—0.02

0.05條帶+垮落

—0.05

0.15條帶采煤法

通過地面鉆孔向開采后正在離層的巖層縫隙中進行高壓注漿，使巖體進一步碎裂可減少下沉80年代撫順局老虎臺礦減少下沉56.9

65.2%增加成本3、采空區(qū)離層帶中高壓注漿

離層帶高壓注漿效果

注漿效果撫順老虎臺大屯徐莊兗州東灘漿液占采煤量(%)4.8760.0219.26粉煤灰占采煤量%1.550.951.91減少下沉(%)56.9

65.23554注漿效果開灤唐山新汶華豐南桐東林漿液占采煤量(%)24.59—14粉煤灰占采煤量%1.46—1.32減少下沉(%)8.43.691三、減少地表變形的井下開采技術措施

能減少地表變形但不能明顯減少地表下沉1、限厚開采（微分層開采）建筑物允許的水平變形為[

]開采后地表最大的水平拉伸變形為

max

max

[

]一次采出厚度由最大允許水平變形值

max來決定限厚開采1限厚開采舉例取[

]=1.5mm/mH=500m

=10

b=0.3

=0.8tg

=2則m

1043mm。

實際中開采上有困難2、消除或減少開采引起的地表變形不利疊加，利用地表變形有利疊加近距離煤層群

厚煤層分層拉伸變形與拉伸變形疊加

拉伸變形與壓縮變形疊加停采線

開采邊界（1）上下分層或上下煤層間歇開采在先采的煤層或分層引起的地表移動穩(wěn)定后再繼續(xù)開采相鄰的分層或煤層

限制了同時開采的采厚

消除上下煤層或分層開采影響相互疊加問題：工作面接替不利于巷道維護時間長集中生產(chǎn)（2）盡量實行無煤柱開采，避免在建筑物下殘留尺寸不當?shù)拿褐A段、水平、大巷、上下山和區(qū)段煤柱，以及斷層煤柱。LrLr,工程意義上的地表變形不疊加+-

+-L＞4rrab

a

bL=2r時，地表變形疊加，但峰值比原來的最大值略大

a+

b略大于

max+-+-L=2rrab

a

bL=2r+-+-L=0.8r0.4rab

a

b0.4rL=0.8r時,地表變形峰值疊加

a+

b=2

max因此建筑物不宜布置在這類煤柱上L=0.8r2

max

采空區(qū)內(nèi)殘留的煤柱對地表水平變形的影響

煤柱寬度煤柱寬度小于10

15mm壓酥（不會對地表產(chǎn)生不利影響）煤柱寬度大于15

20mm,對地表產(chǎn)生不利影響,建筑物應避開（3）布置較長的工作面，使建筑物僅受動態(tài)變形超充分采動盆地中央W=W0、i=0，K=0、

=0，U=0+-

+-r使建筑物位于盆地中央利用上下煤層或上下分層同時開采所產(chǎn)生的地表拉伸變形與壓縮變形相互抵消,減少開采對地表的影響上下煤層或上下分層協(xié)調(diào)開采同一煤層相鄰工作面協(xié)調(diào)開采（4）工作面協(xié)調(diào)開采Harmonicmining上下工作面協(xié)調(diào)開采+-0.4r1m1

1

2+m20.4r2H1H2l兩層煤錯開的距離l結果：少受一次拉伸變形當上煤層較薄下煤層較厚時，使最大拉伸變形減少。+-0.4r1m1

1

2+m20.4r2H1H2l上下工作面協(xié)調(diào)開采+-0.4r

1

2+0.4rHl建筑物僅承受初采工作面最大拉變形和最終工作面的壓縮變形問題：采掘接替和巷道布置有特定的要求，我國未廣泛應用。上下工作面協(xié)調(diào)開采同煤層相鄰工作面協(xié)調(diào)開采鋸齒形工作面臺階形工作面原理：先采的部分為非充分采動，變形量?。蛔尯蟛傻墓ぷ髅娴睦熳冃闻c先采工作面的壓縮變形抵消一部分。++-+--臺階形工作面+-+-同煤層相鄰工作面協(xié)調(diào)開采問題：管理困難(5)合理布置各煤層或上下分層的開采邊界避免建筑物位于開采影響邊界避免建筑物承受拉伸變形尤其是避免最大拉伸變形，即避開0.4r處。+-0.4r合理布置各煤層或上下分層的開采邊界停采線位置對建筑物的影響

（a）建筑物受雙倍拉伸變形；（b）建筑物受雙倍壓縮變形；（c）建筑物受最大傾斜作用；（d）建筑物受最大剪切變形

矩形建筑物長軸方向抗變形能力較小短軸方向抗變形能力較大位于區(qū)段內(nèi)時，工作面應平行于建筑物長軸布置推進方向為充分采動，變形值最大，建筑物短軸方向抗變形能力較大。合理確定建筑物與開采區(qū)域的相對位置建筑物位于區(qū)段外時，工作面應垂直建筑物長軸方向布置

0.4r側(cè)邊拉伸變形最大，讓抗變形能力較大的短軸方向垂直于區(qū)段的長軸方向。合理確定建筑物與開采區(qū)域的相對位置避免工作面與建筑物長軸斜交，承受長期拉變形工作面應以主要或大多數(shù)建筑物的長軸方向為準來布置推進方向4、對稱背向開采保護孤立的建筑物建筑物抗壓縮變形能力大，[

壓]＞[

拉]開切眼位位于建筑物正下方，使建筑物不承受拉伸變形，而承受疊加后較大的壓縮變形。U=0，W=W0為避免建筑物承受較大的壓縮變形，在建筑物下方r/2處開切眼，建筑物承受少量拉伸變形和少量壓縮變形++++r/2開采邊界處理

原則上建