【采矿课件】02-4条带采煤法.ppt

第四节 条带式采煤法 条带采煤法开采的一般条件 煤层埋深一般小于500 m 采厚一般在2 m左右，个别达到4~8 m,目前已放顶煤 采出率一般在40?60% 地表下沉系数一般小于0.1，个别达到0.16 我国目前已从单一煤层开采发展到煤层群 从薄及中厚煤层开采发展到放顶煤条带开采 一、条带采煤法的适用条件 地面为密集建筑群、结构复杂的或纪念性的建筑物； 难搬迁的村庄； 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； 地面排水困难。 条带采煤法开采的理想地质条件： 煤层埋深小于400?500m，单一煤层，厚度比较稳定，顶底板岩层和煤层较硬 二、条带划分的类型 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 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 b a 三、条带开采的岩层移动和变形特点 工作面矿压显现特点 断裂带高度降低，工作面基本顶来压现象减弱或消失，对底板破坏减弱，巷道矿压显现不明显 地表移动和变形特点 地表下沉系数小 η随采出率降低而减小，C在50%左右时，η一般在0.15以下。 地表下沉的组成： 保留条带压入底板 保留条带自身被压缩 保留条带上方的岩柱被压缩 主要影响角?小，主要影响半径大r tg? 矿 全采 条带 蛟河矿 1.9 1.5 阜新平安矿 2.01 1.26 峰峰一矿 2.0 1.45?1.57 鹤壁九矿 3.2 1.06?1.22 地表移动和变形特点 地表移动和变形特点 水平移动系数随采深增加变小 b条=(1.29-0.0026H) b全 地表移动期短 T条?(0.4?0.5)T全采 地表多次下沉 受相邻条带或邻近煤层条带开采影响 长壁开采无此影响 主控参数： 采出条带宽度b 保留条带宽度a 采出率C 四、条带尺寸设计 1、采出率C C一般为40?60% b a 正规条带采煤法地表下沉系数与采出率的关系 采出率（%） 坚硬覆岩 中硬覆岩 软弱覆岩 70 0.14?0.17 0.21?0.27 0.27?0.33 60 0.09?0.11 0.13?0.17 0.17?0.21 50 0.05?0.06 0.08?0.10 0.10?0.12 40 0.026?0.032 0.03?0.05 0.05?0.06 30 0.011?0.014 0.016?0.022 0.022?0.026 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。 2、采出条带宽度b b应等于或小于（1/10?1/4）H 我国已有的采出条带宽度多在10?50m 采出条带宽度b 取决于保留条带的宽度和采出率 ? b a C=Constant ，b? a? 当采出率恒定时，采出煤柱宽度增加时，保留条带宽度也增加，煤柱稳定性也增加。 采出条带宽度b 取决于保留条带的宽度和采出率 3、保留条带宽度a （1) 稳定性要求 宽高比要求 ? ? ? ? a h 充填条带 垮落条带 （2) 强度要求 单向受力状态的计算 所受的垂直应力 ? ≤[?] γH a h H [σ]的确定 σ m—立方体试块单向抗压强度，MPa A、B—系数 美国A=0.778, B=0.222 南非 A=0.64, B=0.36 h—保留条带高度，m； w(a)—保留条带度度，m。 保留条带的强度随试样宽度变化 单向应力状态的强度要求 保留条带能够承受的极限载荷 A．H．Ｗilson两区约束理论假设 周边是塑性区，中部是柱核区，受塑性区约束，柱核区处于三向应力状态，强度有一定程度提高 三向应力状态的强度要求 保留条带能够承受的极限载荷 柱核区的强度：?=?0+?3tg? ?0—单向抗压强度 ?3—煤柱上的侧向压力； tg?—三向应力系数 τ σ σ1 σ3 0 σ1 + σ 3 2 2θ C ?=?0+?3tg? 当?取36?时，tg??4。则?=?0+4?3 保留条带能够承受的极限载荷 设煤柱稳定的极限：柱核区平均应力?达到4?H 塑性区宽度 X0?4.92?10-3H h ,m 保留条带塑性区宽度 ?b—煤柱周边的抗压强度， 取0.007MPa K—应力集中系数，取4 h—煤层厚度或采高，m H—采深，m P极限=4?H（a-4.92Hh?10-