煤矿绿色开采技术.ppt

减沉开采技术 2-1 开采引起的地表沉陷规律 2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响 2-3 减少开采沉陷影响的技术措施 2-4 条带开采技术 2-5 充填开采技术 2-6 部分充填开采技术 2-4 条带开采技术 一、条带开采技术概述 二、条带开采技术原理 三、条带开采设计方法 四、条带开采沉陷预计 五、条带开采工程实例 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； 条带采煤法开采的理想地质条件： 煤层埋深小于400?500m，单一薄及中厚煤层，厚度比较稳定，顶底板岩层和煤层较硬。 主控参数： 采出条带宽度b； 保留条带宽度a； 采出率C ； 渐进破坏理论认为：煤体变形破坏是一个复杂而渐近的过程。 对应煤体变形破坏过程的三个阶段，可将煤柱变形破坏分成三个区：松弛区、塑性区及弹性区。 三、条带开采设计方法 3.条带留设煤柱稳定性评价方法——极限强度理论 （3）进行煤柱稳定性安全系数的校合 三、条带开采设计方法 3.条带留设煤柱稳定性评价方法——渐进破坏理论 三、条带开采设计方法 3.条带留设煤柱稳定性评价方法——渐进破坏理论 三、条带开采设计方法 3.条带留设煤柱稳定性评价方法——渐进破坏理论 渐进破坏理论的煤柱稳定判别条件为： 选择威尔逊公式计算煤柱屈服区宽度: 威尔逊（Willson）煤柱屈服区宽度简化公式为： x0=0.00492hH 式中 x0——煤柱屈服区宽度，m； h——煤层采高，m； H——煤层采深，m。 煤柱核区率 四、条带开采沉陷预计 1.概率积分方法 通过对国内多个冒落法条带开采地表移动观测站数据分析和有限元计算的基础上，得出如下经验公式： 四、条带开采沉陷预计 1.概率积分方法 16上煤层条带开采试验区域位置 3下煤层采掘工程平面图 2.数值模拟方法 四、条带开采沉陷预计 * 一、条带开采技术概述 1.条带开采概念 2.条带开采类型 3.条带开采适用条件 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% 一、条带开采技术概述 主要缺点是采出率低，采出率30～60%，巷道掘进多，工作面效率低。 b a 1、条带开采概念 一、条带开采技术概述 2、条带开采类型 走向条带 倾斜条带 条带开采 b a 倾斜条带 搬家多； 稳定性好 走向条带 工作面搬家少； a 稳定性变差 一、条带开采技术概述 3、条带开采适用条件 二、条带开采技术原理 1.条带开采地表沉陷机理 2.条带开采地表沉陷的影响因素 二、条带开采技术原理 1.条带开采地表沉陷机理 条带开采下沉曲线与应力分布等值线图 ， 在煤层上覆一定高度（图中-230m）以上覆岩应力在条带开采前后未出现明显变化，处于原岩应力状态；而在此高度（图-230m）之下直至煤层出现明显采动应力变化，在条带煤柱及其上方岩层中形成应力增高区，在条带采空区上方则形成卸压区。 -230 采空区上方岩体的下沉量由下往上呈减小趋势，而条带煤柱上方岩体的下沉量则呈增大趋势。在一定标高以上的岩体（图中-230m），不管是在采空区上方还是条带煤柱上方，其对应的下沉量几乎保持不变。 条带开采地表沉陷是由煤层顶底板一定范围内煤岩柱的累积压缩引起的。 二、条带开采技术原理 1.条带开采地表沉陷机理 条带开采沿竖向应力分布 条带开采沿竖向位移分布 二、条带开采技术原理 1.条带开采地表沉陷特点 条带开采只要尺寸选得合适，地表不会出现波浪形下沉盆地，而是出现单一平缓的下沉盆地。其它变形的分布规律与全采相似，但明显减小。在一定深度的界限以上下沉盆地都是平缓的，在此界面以下呈波浪形。 正规条采引起的地表移动与变形值是很小的。一般而言，冒落条采的下沉系数约0.10～0.20，大体上相当于长壁冒采的1/6～1/4。由于条采引起的地表下沉值小，其他的地表移动和变形值也小。主要影响角正切一般为1.0～2.0。水平移动系数较小，一般为0.2～0.3。 观测结果表明，条采的活跃期和移动持续时间都比全采的短。如淮北临涣矿使用条带开采时，地表移动持续时间约为全采的35～55％。 二、条带开采技术原理 10 12 15 20 30 60 采出条带数目/个 60 50 40 30 20 10 留宽/m 60 50 40 30 20 10 采宽/m 模型一（采深400m） 模型二（采深800m） 方案六 方案五 方案四 方案三 方案二 方案一 2.条带开采地表沉陷的影响因素——采深和采宽 模拟方案设计 二、条带开采