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1、煤礦特殊開采方法特殊開采的內(nèi)容主要包括建筑物下采煤鐵路下采煤水體下采煤承壓水體上采煤三下一上工業(yè)與民用建筑(村莊)地面設(shè)施工業(yè)構(gòu)筑物彎曲帶(高壓線塔、煙囪、索道)鐵路及其附屬設(shè)施鐵路下采煤井工巷道上覆巖層裂縫帶導水裂縫帶高度水體下采煤垮落帶礦壓控制(采場、巷道)底板破壞帶下伏巖層下三帶完整巖層帶承壓水上采煤(華北型煤田)底板水導升帶奧灰、山東徐灰)本課程的主要內(nèi)容巖層與地表移動理論建筑物下采煤鐵路下采煤水體下采煤承壓水上采煤上行開采技術(shù)深井開采技術(shù)-巷道支護技術(shù)第三章鐵路下采煤山東科技大學教授連傳杰博士138
2、05486835cjliansdust@163.com第一節(jié)鐵路下采煤概述鐵路下采煤包括:線路下車站下(建下)橋梁下后兩者難度大重點是地表移動變形預計,計算出總回填量,用于經(jīng)濟評價或概算。鐵路下采煤的意義壓覆大量的煤炭資源:如京滬鐵路(還有其他)目前按38度左右的角度留設(shè)鐵路保護煤柱,其壓覆大量的煤炭資源(國務(wù)院令)有著很多鐵路下采煤的經(jīng)驗,尤其是現(xiàn)線路下采煤(兗礦鐵路專用線下放頂煤開采、很多鐵路支線下采煤獲得成功)鐵路分級保護等級鐵路等級圍護帶寬度/mⅠ國家一級20Ⅱ國家二級15Ⅲ國家三級10Ⅳ工礦企業(yè)專用
3、(一、二、三級)5高鐵技術(shù)水平線路下采煤取得進展車站下采煤存在技術(shù)難度橋梁下、隧道下采煤存在困難下面介紹的僅僅是線路下采煤第二節(jié)地表移動和變形對線路的影響鐵路線路組成鋼軌、軌枕、路基、聯(lián)結(jié)件及道岔等組成,鋼軌是線路最重要的組成部分,它直接承受列車的載荷,并通過軌枕和道床將載荷傳至路基。一、移動變形對路基的影響1、下沉和水平移動(位移)下沉和水平移動對路基的承載能力沒有影響下沉改變了路基標高——需要恢復高程橫向水平移動將改變路基的原有方向2、傾斜對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響3、水平變形路基產(chǎn)生附加拉伸或壓縮變形
4、(運行的列車將路基壓實)二、地表移動和變形對線路的影響路基的移動和變形使得上部的道床、軌枕和鋼軌的標高和平面位置發(fā)生變化,表現(xiàn)為豎直方向的下沉、水平方向的橫向移動和縱向移動,使線路坡度、豎曲線形狀、兩條鋼軌高差、線路方向、軌距、軌縫發(fā)生變化。1、傾斜傾斜將使線路坡度發(fā)生變化。沿線路方向的傾斜國家一級鐵路6‰,困難地段12‰國家二級鐵路12‰國家三級鐵路15‰坡度改變引起列車運行阻力的變化。垂直線路方向的橫向傾斜兩股鋼軌下沉不等,直線段使列車重心偏移,曲線段將改變外軌抬高高度。2、曲率線路相鄰段不均勻傾斜將導致
5、豎直方向上原有豎曲線的曲率半徑變化,地表下沉曲線的正負曲率可使原有線路的曲率半徑增大或減小。3、橫向水平移動4、縱向水平移動第三節(jié)鐵路下采煤的技術(shù)措施一、鐵路下開采的技術(shù)措施1、滿足一定的深厚比2、防止地表突然下沉3、減少地表下沉二、留設(shè)好鐵路煤柱三、鐵路下開采的地面維修技術(shù)措施第三章復習思考題第一節(jié)1、了解鐵路的分級和鐵路下采煤概況。第二節(jié)1、掌握地表移動變形對路基的影響。2、掌握地表移動變形對線路的影響。第三節(jié)1、深厚比2、掌握鐵路下開采的地面維修措施。2、線路(移動監(jiān)測與維修)(1)下沉:順坡起道(墊高
6、)(2)水平移動:橫向:撥道——撥回原來的位置改道——調(diào)整軌距縱向:調(diào)整軌道第四章水體下采煤山東科技大學教授連傳杰博士13805486835cjliansdust@163.com第一節(jié)影響水體下安全開采的因素在開采煤層上方的地表水體下或地下水體下采煤稱為水體下采煤。一、水體的類型(1)地表水(江河湖海)(2)松散層水(第四系、第三系砂礫層)(3)(頂板、底板)基巖水(砂巖、石灰?guī)r)(4)地表水+松散層水(5)松散層水+基巖水(6)地表水+基巖水(7)地表水+松散層水+基巖水(8)特殊水體:老空水(木石煤礦、淄
7、博)斷層水(很多礦井出現(xiàn))巖溶陷落柱(開灤范家莊)二、煤巖的隔水和導水性能隔水層——導水性能很弱的巖層泥巖、頁巖、粉砂巖、粘土巖含水層——富水性分為4級弱富水性q≤0.1L/s.m中等富水性0.1<q≤1.0L/s.m強富水性1.0<q≤5.0L/s.m極強富水性q>5.0L/s.m斷裂帶——導水垮落帶——導水、導砂三、地表水、地下水涌入開采空間的機理開采對上覆水體影響有兩個方面:(1)上覆巖層的移動和破壞形成了充水通道,使水體中的水滲透或潰入井下。(2)地表的移動、變形和破壞,使地表水體附屬構(gòu)筑物受到影響,
8、導致災(zāi)害(如堤壩下沉量很大甚至斷裂時,河流、湖泊和水庫中的水就要流出)四、水體下采煤的理論依據(jù)1、三帶理論對于地面水體、松散層底部和基巖中的強、中含水層水體、要求保護的水源等水體,不允許導水斷裂帶波及;對于松散層底部的弱含水層水體,允許導水斷裂帶波及;對于厚松散層底部為弱含水層或可以疏干的含水層,允許導水斷裂帶進入,同時允許垮落帶波及。2、隔水層理論水體底面與煤層之間有相應(yīng)厚度的隔水層,才能實現(xiàn)水體