建筑物下采煤技术

建筑物下采煤技术（精选8篇）

建筑物下采煤技术 篇1

1 前言

近年来随着各煤矿不断的深度开采，我国现有的煤炭存储量逐年下降，而建筑物下的压煤储量高达90亿t，成为煤炭开采转型的重点开发方向。特别是在矿区的建筑物下储煤量相当巨大，一方面严重制约了矿区的进一步发展;另一方面也给煤炭的开采工作带来了一定的难题。工业化的不断进步，加速了我国的能源需求，煤炭供应远不能够达到现有的需求水平，因此，进一步实施建筑物下采煤，扩大煤炭供应成为了许多矿区未来发展的着眼点。如何安全、有效的开展建筑物下的开采工作，一方面保证矿区的正常生活，同时能够对地下压煤进行最大限度的挖掘，实现矿区经济效益的再发展，成为目前采煤研究的重点问题。

2 建筑物下采煤方法

由于建筑物对煤矿的覆盖，使得煤炭的开采变得较为困难，在具有建筑物覆盖的矿区，为了能够维持矿产的正常产量，通常要进行建筑物下的开采工作。在开采的过程中要尽量减轻对地表沉降的影响，并尽可能的保护地面已有建筑，因此，使得地下的开采工序复杂，难度较大，常见的开采方法有以下几种：

2.1 充填开采

通常，在对建筑物下进行采煤的同时，如何保持地表原有的地面结构和地表承受力是开采工作考虑的重点。充填开采顾名思义是采取填充物来对煤炭开采过后形成的采空区进行支撑，通过内部的充填来保持对地表承受力的支撑，从而有效的保护地表建筑物，填充物常见的有水砂、矸石等。地表的下沉主要与开采的厚度关系密切，在建筑物采矿实践中，我们可以看出，开采的厚度越厚，对地表的支撑能力越小，地表的沉降值越大。不同的顶板方式，所产生的下沉值也各不相同，即便同样采取充填法管理顶板，不同的充填物所产生的下沉系数也不同，一般情况下水砂的下沉系数为0.15左右，而矸石的为0.5左右。尽管充填开采可以大大降低地表的沉降，但却使开采工作的成本大大增加，增幅可达25%～35%。

2.2 条带开采

目前我国国内建筑物下采煤常用的沉降控制开采方式是条带开采。由于条带开采技术上比较容易达到，不需要附加的特殊技术作为支持，因此，得到了大部分适用条件的矿区进行采纳，并投付使用。条带开采是通过对煤炭储藏层的勘测，将煤层合理的按照条带的形式进行划分，再试试开采的过程中，并不是全面的采煤，而是有计划地按照预定的方式进行隔条开采，很大程度上保留了原有煤层的架构，从而降低覆岩层的沉降，有效的保护地表建筑，防止地表变形。我国大部分的煤炭矿区都集中在村庄密集的地区，由于地表建筑物的覆盖使得开采工作较为艰巨，条带开采既节省了技术支出，又有效的防止了地表沉降，很好的保护了地面原有的建筑与居民的正常生活，因而得到广泛的关注和应用。采用条带开采法下沉系数可以控制在0.01～0.20之间变化，地面建筑物损害一般可控制在I级以下;开采条带宽度变化在5～150m之间，宽深比为0.03～0.4，一般为1/3～1/10;面积回采率为25%～80%。但条带开采也有一定的弊端，条带开采尽管不需要其它附加工序，但对现有的储煤量只能实行最大限度50%以下的开采，使得近一半以上的煤炭资源仍然长埋地下，成为了制约条带技术进一步发展的瓶颈。

2.3 覆岩离层注浆

离层注浆很好的实现了煤炭资源的最优化开采，弥补了条带开采以损失煤炭资源为代价的不足，同时也避免了采用充填开采而造成的资源浪费与成本的增加。它是采用向地面钻孔向上覆岩层进行注浆，从而抑制地表沉降的一种有效方法，既不需要改变地下采煤作业的工艺也不需要投入大量的资金来对地面进行大范围的加固，因而得到了广泛的认可，并越来越多的应用于“三下”采煤方式中。通过多个试点煤矿进行建筑物下采煤的实际应用得到的数据显示，煤炭开采区的沉降降低率可以达到20%～70%，极个别的矿区甚至可以达到防沉降80%。

3 建筑物下采煤的发展趋势

3.1 矸石将成为充填采煤作业的主要选材

随着我国建筑事业发展速度的不断加快，砂子的成本价格与日俱增，采用水砂填充式采煤作业的成本进一步扩大，极大的压缩了利润空间，使采煤作业累计成本不断刷新。因此，矸石充填将逐步取代水砂成为充填采煤的主要手段，极可能的控制成本支出，引导吨煤的价格指数实现良性的发展。由此可以预计在今后的建筑物下采煤方式中，水砂的使用量将会大幅减少。矸石，是煤矿生产中的残渣物，可以很好的实行就地取材，利用矸石直接填入井下，免去了运出井的繁琐和不必要的劳动支出，从而实现矸石不出井，也改善了矿区地面到处是矸石山的状况。采用矸石置换煤炭资源的方式，即达到了综合治理矿区的目的，同时也实现了地面建筑物与地表沉降的缓解，将建筑物下采煤实现绿色洁净生产变为可能。

3.2 进一步完善条带开采方式

条带法开采在我国应用较早，也是最为行之有效的建筑物下采煤手段之一。然而条带法的缺点是大大降低了煤炭的可开采量，如能对条带法进行进一步的合理化研究，提高可采量，这种方法将是最为值得推广的低成本开采方式。近年来，我国的众多学者对条带开采法进行了大量的研究和实践，并对各种地质结构进行分析和测算，试图在条带的布置和规划上寻求突破和改进，一方面增加条带交叉对地面的支撑力度，另一方面扩大矿产的可采面积，实现采煤方式上的规划突破。经过几年来的摸索，采煤比率确有增加，通过对变采留比条带的计算分析，变采留比条带在产生同样地表最大下沉直的条件下减少地表最大变形值，也就足在相同变形值的要求下，变采留比条带可提高条带法开采的采出率。

3.3 覆岩离层注浆减沉技术有待于进一步发展

基于岩层控制的关键层理论的提出，可将保证覆岩主关键层不破断失稳作为建筑物下采媒设计的基本原则。为了保证建筑物下采煤既具有较好的经济教益，同时又确保地面建筑物不受到损害，关键在于根据具体条件下覆岩结构与关键层特征来研究确定合理的减沉开采技术及参数。离层注浆减沉应用得还不够广泛，需要解决的理论、实践方法问题还很多。尽管如此，仍可断定离层注浆减沉方法会得到逐渐推广应用，并在应用中完善。如近年来已经将离层往浆与大条带间歇开采结合应用，可以解决建筑物下适应机械化的诸如加大开采工作面长度，减少工作面搬家次数等一系列建筑物下开采难题。

4 结语

实施建筑物下采煤作业时，仅仅依靠采掘方式的改善并不能够对地面的建筑物进行全面的保护，必须要结合适当的建筑物保护措施，才能够抵抗地表变形带来的结构压迫。就采煤方式而言，节约成本、提高效果是建筑物下采煤方式选择的主要宗旨。针对充填开采、条带开采与覆岩离层注浆式开采的实施现状，可以看出，我国建筑物下采煤的发展趋势是以环保、低耗为最终目的的，注重可持续矿区发展是采煤作业的长期目标。

参考文献

[1]王金庄.我国村庄下采煤的回顾与展望[J].中国煤炭,2009.

[2]王同孝.矿区沉陷与土地复垦[J].矿山测量,2009.

建筑物下采煤技术 篇2

关键词：新形势；采煤技术；煤矿开采；运用

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0042-02

从我国当前能源消耗结构来看，煤炭资源所占的比例依旧比较高，对我国经济社会的进步与发展产生了重要影响。我国在使用和研究煤炭开采方面的历史十分悠久。例如，我国早在北宋时期已开始研究采煤技术以及应用，从当前来看，我国依旧是世界性产煤大国，在煤炭开采技术方面的技术比较先进。然而，我国复杂的地质条件造成了煤炭资源多元化的存在方式，形成了独特性煤层，重点可以划分为急斜煤层、倾斜煤层以及缓斜煤层。为了更好地适应这种储藏特征，我国也积极地调整了采煤技术的研究和运用方向。从我国的煤炭开采实践来看，已经全面研发以及运用了符合我国国情的煤炭开采技术以及工艺，而且在总体上完成了煤炭开采的机械化，极大地提升了采煤的产量以及效率，很好地改善了煤矿开采的安全条件。从当前全球范围内相关采煤大国所运用的采煤技术来看，总体上涵盖了以下两大类别：壁式与柱式。笔者注意到，这两类采煤技术的采煤系统以及采煤工艺都存在较大差异。对我国诸多煤矿开采企业来看，主要运用壁式采煤法来完成煤炭开采工作。

1 煤矿开采中常见的壁式采煤法以及房柱式采煤法

1.1 壁式采煤法

从壁式采煤法来看，通常涵盖了下列类型：走向长壁、倾斜长壁、倾斜分层、长壁放顶煤、水平分层、掩护支架、伪倾斜柔性掩护支架、倒台阶、正台阶以及斜切分层等不同的壁式采煤法等。本文重点分析了伪倾斜柔性掩护支架采煤法。从这种采煤方式来看，在进行采面布置的过程中，需要呈现出直线伪斜的相关状态，要顺着采面走向持续地向前推进。在采空区的位置上，要借助于柔性掩护支架，对其进行行之有效的隔离活动。在煤炭工作开采煤炭的过程中，事实上就是以柔性支架为主要掩护而开展开采活动的。从此种开采方式来看，它的特征是有着简单而有效的生产系统、较缓的倾角，工作面也比较长等。在此过程中还要看到，伪倾斜柔性掩护支架采煤法隔开了采空区以及开采工作区，它能够保证在开采过程中一定程度上的安全性，其次，它能够最大限度地减少煤炭开采者所承担的工作强度，而且也极大地降低了管理层在煤炭开采管理方面的难度。一般情况下，伪倾斜柔性掩护支架采煤法都是被大量地运用在厚度变化非常小的煤层中，而且这些煤层所埋藏的位置和稳定性都是相对较好的。其中尤其要关注的事情是，在回采煤炭的过程中，要注意处理好进风巷与回风巷位置的支架问题。对后者来说，要持续地延长支架，对前者来说，要持续不断地拆除它的支架，如果煤炭开采的工作面非常靠近采区所界定的范围时，就务必根据相关规定，回收全部支架。

在布置巷道的过程时，不但能够运用单翼进行布置，而且也可以采取双翼的方式进行布置。通常情况下，大部分都是采取双翼的方式进行布置。从采区一翼来看，大部分的长度通常都是在大约300 m，当然也有的布置长度超过看500 m。从阶段垂高来看，一般情况下都是保持在大概110 m。在靠近开采区的范围内，通常情况下都是按照实际情况，把它划分成了多个不同的区段，而且还要控制每区段的高度，大概都是在20～40 m的范围内。如果地质条件是相对简单的，还能够将每个区段的高度放宽，大概可以达到50 m。

1.2 房柱式采煤法

在开采煤炭的过程中，房柱式采煤法的运用通常都是如下进行的：首先要顺着巷道，根据事先确定的距离，进行相应的开采活动，如果在煤房开采到边界位置的情况下，首先要采取后退的方式，将煤房之间的全部煤柱都采出来，这种采煤方式叫做房柱式采煤法。从房柱式采煤法的优势来看，它对采煤设备的投资要求比较小、能够快速出煤、建设所需要的周期非常短，而且所需要的支护也比较简单。从它的缺点来看，一般情况下房柱式采煤法的采出率比较低，存在着严重的漏风情况，通风条件也是非常差等。从这种采煤法来看，大部分都被运用在下列状况中：

①在开采深度较浅的煤层过程中。

②需要开采的煤层有着较为简单的地质结构、倾斜角<10 ？觷。

③在开采中厚及薄煤层中，有着相对稳定的顶板。

从这种采煤方式来看，整体上可以划分为以下两种：

①房式采煤法，从这种采煤方式来看，要顺着巷道，根据所规定的一定距离，开展煤房的开采活动，而且还要在煤房间预留出足以对顶板进行支撑的空间。

②仓储采煤法，在开采急斜煤层的过程中，如果煤层出现了落采情况，要将所开采的落采煤炭暂时性地存放在已完成开采的空间中，在采完看仓房中的所有煤炭后，再根据先后顺序，逐一放出提前存放在已完成开采的空间中的煤炭。

2 煤矿井下的具体采煤生产技术

2.1 爆破采煤技术

从爆破采煤技术来看，通常都会遵循下列步骤进行开采：首先就是机械化运煤。在爆破装煤以及运煤的过程中，机械化运煤能够很好地发挥自身的优势，非常明显地降低煤炭开采工人所消耗的体力劳动。其次，要进行工作面支护，从这种爆破采煤技术的工作环境来看，通常情况下都是凭借单体支柱来完成，如此以来可以对工作空间进行更好地控制。然后，要开展爆破落煤环节。通常情况下涵盖了两个不同的操作流程：打眼以及落煤，按照地方煤矿的不同特征，有针对性地选择雷管以及炸药。在此过程中，还要在进行爆破前，将准备打眼爆破的相关参数、装炸药的位置、所需要的雷管数量以及安装炮眼的精准布置等都开展精确的计算，获得准确无误的结果，这样才能更好地符合落煤的需要。最后，要开展人工装煤。人工装煤显得非常缓慢，在此过程中，也可以显而易见地看出，劳动强度要在很大程度上超过了采煤工人以及开采管理层的预期。

2.2 水力采煤技术

从综合性机械化采煤技术来看，能够在采煤过程中进一步实现采煤作业的连续性、机械化和系统性。如此以来，不但能够很好地提升采煤工作的速度，而且还可以在相当程度上保证井下作业人员的生命安全。从综合性机械化采煤技术来看，它涵盖了较多工序，例如工作面支护、割煤、运煤以及采空区处理等，而且都可以运用机械化操作来完成上述工序。其中，运煤涉及到装煤以及破煤；在运煤过程中，可以运用刮板输送机、可伸缩带式输送机以及桥式转载机等有关设备。但是从工作面支护环节来看，液压支架是此操作流程所用到的主要设备，液压支架在高压液体的作用，能够自动完成支护护帮以及前移的相关操作。

2.3 综合性机械化采煤技术

此技术能实现机械化、连续性以及系统性的作业，这样可以在一定程度上提高采煤的工作效率同时，还能为井下作业人员生命安全提供可靠保障。此采煤技术包含割煤、运煤、工作面支护以及采空区处理等相关工序，以上工序都能进行机械化操作。其中运煤牵涉到破煤以及装煤。运煤采用刮板输送机、桥式转载机以及可伸缩带式输送机等相关设备然而工作面支护使用的设备主要使用液压支架，此支架是在高压液体的作用下实现支护护帮和前移工作的自动完成。

2.4 普通机械化井下采煤技术

从普通机械化井下采煤技术来看，它要运用采煤机械。从这种角度进行观察，这种技术非常类似于综合性机械化采煤技术的相关处理工序。然而，这种技术所运用的采煤机属于有所差异的普通机械化井下采煤技术。它并没有运用刨煤式采煤机，只运用了滚筒式采煤机。从上述两种采煤技术的工作原理来看，存在着一定的差异。其中双滚筒型采煤机能够通过单向地实施割煤，从而完成双向割煤的操作。此外，还要考虑到，滚筒式采煤机有着更好的装煤效果，它的顶板也有着较为显著的稳定性，优势十分明显。

2.5 放顶煤采煤法

从放顶煤采煤法的相关流程来看，要在厚煤层中顺着煤层的底部布置，设定长臂工作面的采高为2～3 m。通常情况下，运用回采方式，借助矿山压力，再辅以人工松动的操作，尽可能地使支架上方顶煤破碎后，之后从支架后方将煤放出。这种采煤方式有着诸多优势：它能够很好地节约在采煤过程中所需要的成本，能够在一定程度上提升采煤的工作效率等。这种方法通常都是运用在煤层较厚的情况下。如果顶煤厚度非常小，就可能会易于出现超前冒顶现象。从顶煤破碎的情况来看，一般情况下都是套通过顶板岩层的压力以及支架反复支撑的作用。因此，要求厚煤层的煤的坚固性系数比较低，一般都要维持在3以下，而且还能够很好地使用在倾角不太大的厚煤层。但是，从这种采煤方式的劣势来看，资源的回收率非常低。

3 结 语

从本文的研究内容可以看出，我国在煤矿开采过程中能够很好地结合我国煤炭资源的分布情况，选择有针对性的开采技术。对我国来说，还要持续地完善和总结其中的技术问题，这样才能更好地促进采煤技术的进步与发展，更好地提升采煤过程中的安全性以及高效性。我国的煤矿开采企业在开采技术领域才能迈上新台阶，让开采技术能够体现出低事故以及高效率的发展方向。

参考文献：

[1] 范韶刚.采煤技术创新对井工开采煤矿企业核心竞争力的提升作用研究[D].北京：煤炭科学研究总院，2007.

[2] 钱鸣高，许家林，缪协兴.煤矿绿色开采技术的研究与实践[J].能源技术与管理，2011，（4）.

[3] 王同贞，苏长青，李四清.大倾角工作面前进式开采沿空留巷技术[J].能源技术与管理，2008，（3）.

[4] 李荣先.机械化采煤技术在碱场煤矿六井3#煤层开采中的应用[J].黑龙江科技信息，2009，（26）.

[5] 康永华.我国煤矿水体下安全采煤技术的发展及展望[J].华北科技学院学报，2009，（4）.

建筑物下采煤技术 篇3

据统计,目前全国“三下(建筑物下、铁路下及水体下)”压煤约为137.64×108t,其中铁路下23.91×108t,在某些矿区,“三下”压煤的储量约占矿区开采储量的60%,特别是煤炭资源枯竭的矿区,通过“三下”开采问题的研究,将“三下”压煤采出50%,可供20多对年产300×104t的大型矿井生产100多年。可以大大增加中国的煤炭能源,解决中国能源紧缺的问题[1]。

“三下”采煤技术最早是在欧洲主要产煤炭国家得到发展。德国、波兰、前苏联等国采用全部充填、部分开采、协调开采及建筑物加固等方法和措施,成功在建筑物和铁路下进行采煤,并建立了一系列的岩层和地表移动理论。中国的“三下”采煤技术研究与应用开始于20世纪50年代,目前已经形成了系统的理论体系,在岩层与地表移动理论及“三下”采煤有关的技术领域都取得了很大进步。能否应用目前的现有理论技术手段对具体的矿井进行三下采煤是关系到矿区能否可持续发展的重要问题,也将成为今后能源日益紧缺情况下对煤炭资源进行有效利用的关键。

1 采煤沉陷对建筑物的破坏及相应开采措施

1.1 地表移动和变形与建筑物变形的关系

在煤炭开采过程中,当采空区面积扩大到一定范围时,岩层移动发展到地表,使地表产生移动与变形,这一过程和现象称为地表移动。当采煤工作面采完地表移动稳定后,在采空区上方地表形成沉陷的区域,称为最终移动盆地或下沉盆地。在这一过程中,地表产生的下沉、倾斜、水平移动等变形会传递给处于其上的建筑物,从而对建筑形成拉伸、挤压、倾斜等变形破坏。地表移动和变形对建筑物的破坏程度,取决于地表变形值的大小和建筑物本身抵抗变形的能力,评定建筑物破坏程度和危险状况应以使用安全和结构破坏为依据,且根据不同用途,确定不同的衡量其危险程度标准。在中国,目前有以倾斜、曲率(曲率半径)、水平变形来评定,有的用总变形指标来评定[2]。

1.2 建筑物下采煤的开采措施

在建筑物下采煤,建筑物所受的破坏除与建筑物本身的形状、尺寸及结构类型有关外,主要受开采引起的地表移动和变形的影响。因此,在建筑物因各种因素无法迁移时,就应该尽量采用能够减小地表移动和变形的采煤方法。目前在减缓地表沉陷的控制方法研究中,国内外先后采用留设保护煤柱法、条带开采方法、房柱式开采方法、采空区充填方法、覆岩离层充填方法等。各种开采方法的优缺点比较见表1。

综合以上四种方案技术比较,膏体充填是四种方案中最优的一种,且代表着目前充填采矿的发展方向,在金属矿应用广泛,技术成熟。考虑到膏体充填技术在煤矿中还没有成熟地应用,并且需要一套完整的充填设备,充填材料需要水泥等价格相对昂贵的胶结材料,开采成本高,对于多数建筑物下开采问题,此方案不作为可选方案。充填条带与水砂充填都存在开采成本高,且充填施工工艺复杂的问题。为达到即能控制地表建筑物的移动与变形,又能减少开采成本,在建筑物下采煤,在保证安全的前提下应首选被我国广泛推广使用的条带开采方法。

1.3 条带开采的特点

条带采煤法是一种部分采煤法,其实质是在开采范围内的沿着煤层走向或倾向的间隔开采,依靠保留的条带煤柱支撑上覆岩层的载荷,以控制岩层和地表移动,使地表移动变形减小,以达到保护建筑物的目的。条带开采根据采空区处理方法又分为垮落条带和充填条带,前者用全部垮落法处理采空区,后者采用全部充填处理采空区,本文所提及的条带开采方法特指前者。其优点是可以有效地减弱地表移动变形,削弱采煤引起的围岩破坏及缩短岩层移动时间等。采用条带采煤法的关键问题在于确定采出条带和保留条带的合理宽度。其原则是:在特定的地质采矿条件下,在保证采动引起的地表移动与变形不影响地面建筑物安全使用的前提下,应最大限度地提高煤炭回采率。但地表移动和变形值的大小及煤炭采出率,直接取决于条带的采、留宽度。开采条带宽度太大,留设煤柱太小,则煤柱不能支撑覆岩载荷,煤柱被压垮,增大地表的移动和变形值,地面建筑物得不到有效保护。开采条带宽度太小,留设煤柱太大,采出率低,经济上不合理。如果留设煤柱宽度不当,可能造成地表波浪形下沉,这对保护地面建筑物也极为不利。为此,条带开采设计条带的采、留尺寸应满足以下3个原则:

a)地表允许变形原则:即条带采出后,地表能够形成单一均匀的下沉盆地,而不出现波浪式下沉。地表产生的变形值要小于保护地面建筑物允许的变形值;b)煤柱稳定性原则:即保证留设条带煤柱有足够的强度支撑覆岩的载荷,并且能够保持长期稳定;c)回采率原则:即在满足地表允许变形原则和煤柱稳定性原则前提下,回采率应尽量大,采出条带尽量宽。

2 应用实例

下面我们就以阜新市新邱兴隆煤矿新邱南部住宅下采煤为例,分析条带开采法对于缓解地表沉陷的实际作用。

北起(浅部)新邱露天矿“六矿”境界+50 m标高,南至-450标高盘下层0.7 m煤层可采用边界线,东以W10地质勘探线为界。新邱南部住宅下可采煤层为下层群下组煤层(厚度3 m)、下层群盘下层煤层(厚度2 m),煤层倾角33°,采深为434 m~670 m。

2.1 采出宽度b确定

理论研究与国内外条带法开采实践表明,条带法开采宽度一般为开采深度的1/4至1/10,即b=(0.1~0.25)H,取b=50 m~80 m(局部不等)[3]。

2.2 留设条带煤柱宽度a的确定

条带开采方法留设煤柱宽度应根据煤柱的稳定性确定。煤柱的稳定系数K为条带开采方法留设煤柱能够承受的极限载荷σc与作用在留设煤柱上的实际载荷σp的比值,K=σc/σp。

条带煤柱能够承受的极限载荷值为:

式中,γ为覆岩平均容重;H为覆岩厚度,m;a为留设煤柱宽度,m;m为煤层采出厚度,m。

作用在煤柱上的实际载荷为:

式中,b为采出宽度,m。

根据开采深度,确定条带开采宽度b=50 m,覆岩平均容重γ=2.6 g/cm3,计算出条带开采留设煤柱宽度a=50 m。

2.3 条带法开采安全性分析

条带开采设计经过计算核区率大于65%,煤柱稳定性系数K>1.55,深厚比大于100,才能满足条带开采的要求。

在条带开采下层群下组煤层、下层群盘下层煤层时,按照条带开采的设计要求,住宅下采出煤柱宽度b=50 m~80 m(局部不等),留设煤柱宽度a=50 m,煤柱的稳定性系数K>1.55,核区率>65%,满足条带开采的要求。

3 条带开采地表移动与变形预计

采取类比地质采矿条件相近的矿区地表移动参数及该矿地表移动、变形结果分析方法,确定兴隆煤矿地表移动、变形概率积分法计算参数,见兴隆煤矿住宅下采煤沉陷程度计算概率积分法参数表2。根据以上参数,采用预计软件对兴隆煤矿条带开采后的地表移动、变形预计结果见表3。

住宅下开采采动影响分析:根据兴隆煤矿条带开采后的地表移动、变形预计结果(见表3),可知新邱南部住宅下煤层条带开采地表移动、变形导致地面局部房屋的损坏在Ⅰ级以内轻微破坏程度(见表4)。

4 结语

a)条带开采法是一种部分开采方法,它将开采区段划分为比较规则的条带状,采一条,留一条,使留下的条带煤柱能充分支撑上覆岩层的载荷。在整个开采条带全部采出后,地表形成单一均匀的下沉盆地,并产生微小的移动与变形。该方法与全部方法相比,采出率较低,但它能有效地控制地表的移动和变形。是实现建筑物下压煤开采的重要技术措施之一,已在全国各矿区广泛的应用;

b)经过计算分析,采用条带开采方法对南部住宅下的煤层开采,对地面房屋的损坏很小(在Ⅰ级以内轻微损坏范围之内);

c)经过对新邱兴隆煤矿南部住宅下煤层的开采论证,采用条带开采方法,对兴隆煤矿南部住宅下煤层的开采是可行的。

摘要：如何经济安全地开采“三下”压煤问题,是有效利用不可再生能源并解决矿区可持续发展必须面临的问题。对岩层与地表移动理论及对目前国内的“三下”开采技术方法进行综合比较,并以阜新兴隆煤矿为实例探讨如何减小开采沉陷对地表及建筑物的破坏影响,从而提出条带开采的建筑物下安全、经济的煤炭开采方案。

关键词：“三下采煤”,采煤沉陷,概率积分法,条带开采

参考文献

[1]梁冰.矿产资源枯竭型城市的生态环境问题[J].中国地质灾害与防治学报,2005(3):122-125.

[2]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社,1999.

建筑物下采煤技术 篇4

抚顺，素有“煤都”之称，是一座因煤而立、因煤而興的美丽城市，但在百年开采后，这座曾经创造过新中国工业辉煌历史的城市，却陷入了资源日渐枯竭、地质灾害严重的泥潭，继而走到了经济发展缓慢的危机边缘……

煤炭过度开采带来的地质灾害，造成了抚顺地区生态环境恶化和城市资源的加剧枯竭，引发的安全问题及社会问题令人堪忧。希望本课题引起社会各界的广泛关注，引领抚顺找寻治理地质灾害的突破口，早日解决抚顺面临的地质灾害问题，推进抚顺实现转型新常态。

抚顺煤炭开采主要有地下开采和露天开采两种方式。地下开采极易造成地质构造局部改变，继而带来一系列灾害，如矿震，地面塌陷等等。抚顺矿业集团公司的龙凤矿及老虎台矿是两所典型的井工煤矿，均开采于1907年，屹今约有百余年历史，顶盛时期，日产量可以突破万吨。目前，由于过度开采，导致抚顺地质条件复杂、隐患威胁严重，矿震频繁发生，地表沉降、塌陷、地裂缝等等时常出现，这些问题一直严重困扰着当地居民生活，现已成为影响抚顺地区社会稳定的主要因素之一，所以对地下开采带来影响的防治工作刻不容缓。

据统计，抚顺矿山地质灾害及灾害影响面积达57.8平方公里，占城市建设区的42.5%，涉及人口达30万人。所以，深刻分析地下采煤对地表建筑物的影响极其规律，并针对影响规律进行综合治理，是抚顺人必须深入研究的课题。

二、课题简介

针对抚顺老虎台矿地下采煤对地表建筑带来隐患这一问题，本文主要以抚顺老虎台矿地表稳定性评价为工程实例，从地表移动原理、沉陷测算等方面，系统的阐述了抚顺老虎台矿地表移动的原因，并通过大量的数理统计和测算，对地表稳定性进行探讨分析，得出适合老虎台矿沉陷计算的经验参数，并对老虎台矿地表稳定性做出评价。

三、课题的意义

在一定外界条件下地下采煤会引起大面积的地表沉降、地表变形、塌落、矿震等一系列地质灾害，并导致地表建筑物的变形破坏，给国家和人民的生命财产带来不可估量的损失。

目前，抚顺矿区仍在开采大量的煤炭，开采的同时所产生的地表沉陷，影响和破坏着地面上的一些生产和生活设施，要解决好这个矛盾，必须深入研究地下开采对地面建筑的影响。

四、研究内容、研究计划及预期目标

地下开采是一个十分复杂的力学时空过程，存在许多的不确定性因素。地下的煤炭被开采出来后，开采区域周围岩体的原始应力平衡状态将会受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡，在此过程中，岩层和地表产生连续移动、变形和非连续的破坏。要想最大限度地防治地下开采对地面建筑带来的不利影响，需要进行大量地表沉陷的实测与统计工作，才能掌握煤层开采后地表沉陷的分布形态特征。本文提出了概率积分法、典型曲线法两种地表沉陷预测方法。

五、研究计划

（1）学习采矿引起地表沉陷的基本理论。目标：岩层的移动和变形、地表移动和变形对建筑物的影响、地表塌陷对地面建筑物的影响。

（2）了解抚顺老虎台矿区地质及开采概况。目标：地层及构造、开采历史、采区分布、地质采矿技术条件。

（3）抚顺老虎台矿区开采沉陷计算。目标：采煤地表沉陷计算、评价区域地表移动与变形分析、地表突发性塌陷可能性分析。

（4）抚顺老虎台矿区地表稳定性评价。目标：老虎台矿区沉陷区分布、老虎台矿区沉陷成因与特征分析、老虎台矿区沉陷程度分析。

六、采用的调研、实验方法

1）概率积分法：通过大量的开采沉陷实验表明，沉陷盆地的剖面在理想情况下，曲线呈正态分布。且与概率密度分布一致，因此，整个开采引起的下沉盆地的剖面方程式可表示为概率密度函数的积分公式，故称为概率积分法。

2）典型曲线法：典型曲线法是用典型曲线表示移动盆地主断面上的移动和变形曲线的一种方法，它试用于矩形或近似矩形的采区的地表移动变形预测。

七、研究结论及成果

本文以开采沉陷学、数理统计为理论基础，采用概率积分法对采空区地表沉陷值进行计算，并对各个采空区地表稳定性做出评价，得出以下结论：

1）以抚顺老虎台矿区地表稳定性评价为工程实例，对规划场地的地下煤层开采条件进行深入分析，并采用概率积分法对评价区沉陷进行计算，得出“抚顺老虎台矿区地表集中移动期为3.5年，老虎台矿区地表沉陷不稳定”结论。

2）对抚顺老虎台矿的开采技术条件、应力的分布作了详细调查，对开采引起的地表沉陷的原因、沉陷程度作了系统分析。最终划分出若干个开采沉陷区，对每个开采沉陷区的沉陷情况作详细介绍，以指导合理开采，保护地质环境安全。

建筑物下采煤技术 篇5

1 采煤技术的基本概述

1.1 采煤技术的现状

随着改革开放的深入,我国煤矿开采业面临着全新的发展局面,其应用的高科技、新工艺越来越多,大大提高了开采效率。但煤矿开采业必须在安全生产的保障下才能实现持续性发展,取得更高的生产效益。为此,这就要求开采单位及人员严格遵循安全生产要求,贯彻具体问题具体分析政策与实事求是方针,对煤矿实际情况进行全面分析,选择合理确定的开采技术,从而达到节省人物财力资源和安全环保的目的。现阶段,我国采煤技术发展非常充分且逐渐趋于完善,然而,对于如复杂煤层或地质等结构的复杂开采区,采煤技术发展明显还不够完善,未能形成完整的煤矿开采理念与经验,需要不断加大开发力度推动新型开采技术的发展进步。

1.2 采煤技术的分类

采煤技术包括4种即综采、普采、炮采及连采。而综采为综合机械化采煤,其通过连续性机械化采煤作业完成整个采煤过程,具有降低员工劳动强度,提高煤矿开采业安全性的优势;普采则为普通机械化采煤,其普采面工作方式包括双滚筒与单滚筒两种采煤机,主要利用采煤机械共时完成装落煤工序,优势在于工作面管理便捷,能够解决两端做缺口工作面的工作量;炮采即爆破采煤,其落煤工序由爆破完成,装煤运输工序则由人工和机械化完成,工作空间顶板采取单体支护式,具有实现工作空间顶板支护的优势;连采又称连续采煤,其主要通过采煤机连续作业完成落采煤工序,并由自动伸缩机与梭车实现运煤工序,有利于采煤工作效率和社会经济效益提高。

2 新形势下煤矿开采中的采煤技术

2.1 优化煤矿开采布置的技术

要实现煤炭开采效率的提高,必须在煤层地质选择、开采布置及方法等方面达到最优。首先,加强前期准备工作,对单一煤层进行集中研究,结合工作面参数进行具体的优化部署。其次,煤炭开采与自然环境保护密切相关,为此开采中要重视环境保护,避免为了开采而开采只注重经济发展。通常要实现降低污染、保护环境,最佳手段即井下直接处理矸石,尽可能避免暴露于地面;并且将煤炭开采工序集中起来,也是提高开采效率实现环保的方法。

2.2 优化巷道布置,降低矸石的开采技术

加强巷道优化布置是提高开采速度与采煤效益最重要的手段之一。因此,优化设计巷道期间,必须综合考虑巷道布置与开采技术,注重二者的相互适应。布置巷道过程中,可采取全煤巷单一开采煤层布置方法,简化运输矸石出巷道的步骤,促使开采效率得到提升。除此之外,应加强单一煤层巷道布置方法的探究,不断突破集中回采、挖掘准备等重要技术,最大程度减少出矸率;或是强化研究处理矸石的技术,将其作为填充物处理来避免给环境带来的污染。

2.3 采用科学的采煤技术

煤矿开采技术的选择主要受地质条件影响,为此,煤矿实际开采过程中必须针对具体地质条件选择煤矿开采技术。特别注意煤矿开采初期应深化加强勘探作业,以便优化开采技术的选择,并依据勘探结果科学制定开采计划,在具体开采时根据具体情况对各种开采技术进行综合运用。除此之外,注重对开采技术经济性、安全性的及时评估,最大化确保煤矿开采技术的科学性。

2.4 采用高效集约化生产技术

当前煤矿开采中大量使用机械设备,有效提高了煤矿开采效率及效益。可以说将机械设备应用到煤矿开采业中,是社会时代发展的必然趋势,除了能够提升煤矿产量,还是采煤人员安全工作的强力保障。故而,煤矿资源现阶段迫切需要开发高效集中的生产技术,以此来增进工艺设备的完善度,使更多可靠性高、性能高的机械设备应用到实际开采工作。

3 结语

随着社会形势的变化,煤矿产业要适应全面协调发展的经济社会,其开采技术必须达到环保科学、安全高效的要求,实现集约化的煤矿开采。并且煤矿企业还要正视煤矿开采过程中出现的问题,积极探讨和分析解决问题的策略,才能有效合理地提高生产安全性、开采效率等。

参考文献

[1]付超.新形势下煤矿开采中的采煤技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(3):2543-2544.

[2]韦晓吉.新形势下煤矿开采中的采煤技术分析[J].城市地理,2014,(12):25-25.

建筑物下采煤技术 篇6

1 探讨采煤技术的背景概述

从理论上来说, 影响采煤方法和技术的因素有很多, 概括起来, 主要有地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等。在我国, 长壁采煤方法已趋成熟, 放顶煤采煤的应用也在不断地发展, 地质构造复杂等难采煤层采煤方法和技术的研究还有很大的空间。

2 新形势下采煤技术探讨

2.1 优化开采布置的开采技术

如今, 科技在发展进步, 而煤矿开采也必将要显示出新形势下的特点, 优化技术, 提高开采水平显得尤为重要。从开采布置方面的开采技术来说, 可以改进、改善现有的采煤技术和开采布置, 提高生产效能, 以实现开采效益最大化为目标, 重点要研究开发煤矿的地质条件、开采巷道布置及技术评价体系专家系统, 从而才能实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配, 达到利益的最大化。

从具体操作来说, 可以从以下几个方面入手:开拓部署与巷道布置系统的优化, 优化采区及工作面参数, 研究单一煤层集中开拓, 研究集中准备、集中回采的关键技术, 大幅度地将岩巷掘进率降低, 多开煤巷, 减少出矸率;研究矸石在井下的直接处理, 这是一项减少污染、降低能耗、保护环境的一个有利办法, 既可以优化生产系统, 又有利于高产高效集中化开采, 这一方面应该抓紧探讨和研究。

2.2 研发新设备, 提高装备技术, 发展大功率、高安全性的薄煤层采煤机、刨煤机是采煤技术发展中的一大趋势

新型设备是采煤技术发展的必要条件, 生产工具的进步将直接影响到生产产出, 影响到煤矿开采是否能够达到功率的最大化, 避免不必要的资源浪费和损失。就深矿井开采来说, 关键的技术是煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等。因此, 在煤矿开采中需要进行重点研究的是:1) 深矿井冲击地压防治技术与监测监控技术;2) 深矿井高产高效开采有关配套技术;3) 深矿井开采热害治理技术与装备;4) 深矿井开采后的维护设备。从功率上来看, 只有大功率的新设备, 才能够创造出更高的安全性、可靠性, 以及更广的适应性和匹配度。

在国外, 薄煤层采煤机总装机功率已超过500k W, 刨煤机总装机功率已超过2×400k W。我国正研制的MG200/450-WD型采煤机装机功率为450k W;刨煤机最大功率为2×200k W。现阶段, 影响和制约我国薄煤层采煤机发展的一个主要的因素是:主电机功率与机面高度的矛盾, 这种矛盾比较难以解决, 因此, 薄层采煤机使用的体积小、功率大的电机亟待研究。目前, 我国薄层采煤工作面的输送机长度于国际上的涉及长度差距仍然是很大, 一般来说, 我国的设计长度只有150m~200m, 而国外层采煤工作面的输送机长度通常是为250m, 有的甚至是大于300m。我国已经研制了30余种放顶煤液压支架架型, 并对矿压显现规律、顶煤碎裂规律及可放性、放煤规律等进行了大量的研究、对煤炭技术的生产起了重要导向作用。从这个角度来说, 提高技术装备的先进程度, 对技术装备进行改良和优化是非常重要的。

2.3 采用放顶煤综采技术

工作面的产量主要取决于放煤速度。目前, 国内放顶煤综采工作面单产通常是介于100Mt/a~400Mt/a之间。需要指出的是, 在浅埋深的条件下, 本区采用放顶煤综采的增产潜力不大;因此, 在管理先进、条件适宜、设备安全可靠的条件下, 1101工作面单产可达18Mt/a左右, 采用放顶煤综采技术也是一个很好的选择。将来, 随着放顶煤综采技术的发展和变革, 还可以通过改善“支架—围岩”系统控制, 更加优化作业时候的支架位态、顶板状态、液压信息和自动化机械化电子化的采集集成系统等来提高综采技术。

2.4 使用采场围岩控制技术

以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采活动的安全、高效、低成本、安全可靠为目标, 深入对我国几十年的矿山压力研究成果进行总结, 以理论分析 (解析法) 、现代数学力学 (统计分析预测、数值法) 和实测法等多种方法相结合的方式, 运用先进的计算机技术, 深入地研究各种煤层地质及开采条件, 如急倾斜、大采高、大采深采场矿山压力显现出来的规律, 以及围岩破坏与平衡机理, 不断完善采场围岩控制技术, 达到煤矿开采活动的目标优化。目前, 由于应用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术, 仍然存在着工艺工序复杂、成本投入高, 因而需进一步研究开发新材料、新工艺、新方法来解决这些问题。

3 结论

新形势下, 需要加强适合煤矿开采技术的研发力度, 从开采技术上、从装备技术上提高水平, 达到提高产能、高安全、高能效的目的, 才能真正地走出一条集约化生产和发展的道路, 为经济社会的发展活力作出应有的贡献。

参考文献

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[2]付崇禹, 高海涛.生产矿井采煤方法选择及影响因素分析[J].知识经济, 2008 (1) .

[3]包福林, 薛峰.采煤技术及采煤方法的选择[J].煤炭技术, 2006 (8) .

[4]齐俊德.采煤方法的合理选择及实践[J].矿冶, 2007 (3) .

[5]郝忠军.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].内蒙古科技与经济, 2007 (13) .

建筑物下采煤技术 篇7

1.1 煤矿建设的基本情况分析

顺通煤矿行政区划隶属新疆吉木萨尔县管辖,矿区位于新疆昌吉回族自治州吉木萨尔县水溪沟一带,中心坐标为:东经88°56'55″;北纬43°56'54″。行政区划属吉木萨尔县新地乡管辖,矿区呈北西南东方向延伸的长条状,长4.1km,宽0.8km,面积3.3106km2。顺通煤矿于2007年开始进行改扩建为0.3Mt/a。计划延深至+822水平,现在主斜井因水患原因已停止掘进,副井延深至+822水平井底车场,并按设计进行主斜井反掘工程;风井+899回风石门施工完毕。

复杂地质条件下有很多不利因素制约着矿区采煤效率的提高,比如复杂地质条件下的矿区多数会受到当地地理条件的影响较大,并且复杂地质条件下开采的煤矿矿井内的地压较大,并且井内断层也多[1],这些影响因素在地质条件不稳定的情况下极易造成矿井倒塌事件,还有很多矿井是在软岩区建立的这样不仅给开采过程增加了难度,也不利于矿井的稳固,稍有一些地质情况的发生,就会对矿井造成极大的安全威胁,更会危及矿井下工作人员的生命安全。所以,每个矿区建立时不仅要考察当地的地质环境,还要根据不同的地质条件选择合适的煤炭掘进支护技术。

1.2 复杂地质条件下的采煤掘进支护技术使用情况分析

掘进支护技术是保证煤矿开采安全的重要环节,并且掘进技术的使用可以提高煤炭开采效率,但是在复杂地质条件下,如果不计划好煤炭掘进支护技术的选择会对煤炭开采效率有不同程度的影响,严重时会因为地理环境的影响而使采煤工作不能顺利进行。比如复杂地质条件下建立的矿井,矿井内部有很大的地压,并且时间长了井内也会有大面积的断层,如果不针对性地进行采煤掘进技术的设计和采煤设备的选取,那么开工后会遇到很多棘手的采煤问题,这将严重影响采煤工作的进行。

1.2.1 地质变化对采煤掘进支护技术的影响

众所周知,煤矿开采是由外到内、由浅到深,就是因为这个循序渐进的过程,给采煤掘进技术增加了难度,因为在煤矿开采过程中,煤矿所处地区的地质结构会因为外在环境的变化而受到不同程度的破坏,尤其是放顶结构的处理,处理过程:检查→打孔前运钻、移钻及稳钻→打孔→装药→爆破放顶→后期处理[2],放顶过程中要注意工具的选取(表1),不然会影响放顶工作的进行。放顶过程中顶层的岩石会受到很大的外力作用,复杂的地质条件无形中给采煤工作增加了难度。

1.2.2 矿井道路的挖掘对煤炭掘进支护技术的影响

在复杂地质条件下建立的矿井很容易受外界作用力的影响,但是矿井内部有大的作用力作用时,煤矿也一样会受到明显的影响。所以,成形的巷道在外力作用下很容易变形。变形最明显的就是巷道的顶部和底部的板块,它们很容易收缩,这样巷道就有可能变的七扭八歪,所以在巷道内采取煤炭掘进支护技术是很困难的,就算是克服种种问题,在巷道内使用采煤掘进支护技术,但是当进行薄煤层开采时,巷道对掘进支护技术的设备要求也很高,再加上巷道宽度有限,依然不能使采煤掘进技术顺利进行。所以,在新的煤矿建设中必须要将复杂地质条件下巷道内部容易变形这个问题解决好,不然对于煤炭掘进支护技术的实施仍然有制约性,进而影响煤炭的开采速度。

1.3 开采设备落后对采煤掘进支护技术的影响

对于复杂地质条件下进行煤炭开采工作,不仅要有适合的煤炭掘进支护技术,重要的是要有与技术相配合的开采设备,如果只有技术指导,而开采设备跟不上,那也形同纸上谈兵,如果是这样不但不能克服地质条件给开采带来的问题,同时开采设备也会给煤炭开采过程增加各种问题,这样工作人员不仅要时刻注意地质环境变化对煤矿安全的影响,还要考虑怎样使用开采工具才能适合当前的开采条件,无形中影响了煤炭开采的效率。所以,要想在复杂地质条件下发挥高效的采煤技术,就要针对相应的掘进支护技术选择合适的开采设备,只有这样才能体现出开采技术的先进性和设备的高效性。

2 复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术的改进

2.1 完善矿井内的设施规划

对于复杂地质条件下,有针对性地对矿井内巷道的底部和顶部进行加固设施完善,避免矿井内部因为外力的作用而发生巷道变形的情况,影响煤炭开采设备的应用。针对矿井内较大的地压和大面积的断面情况,可以在矿井内安装缓压设施,对于断面情况可以定期对断面的严重情况进行一定程度的补修工作,尽量减少地压和断面对煤炭掘进技术应用的影响,在矿井内应安装矿井通风系统,这样可以保持矿井内部的干燥性,在复杂地质条件下建立的煤矿,矿内有些巷道会因为太潮湿而塌陷,所以矿内通风可以减少巷道的塌陷[3];有些矿井开采得比较深,当达到一定深度时会有水出现,所以在矿井内应安装矿井排水系统,及时将矿井内出现的水排出,避免矿井内太过潮湿而发生倒塌的现象。

2.2 合理的选择与掘进技术相适应的开采设备

在采取掘进支护技术时,要对使用该技术的矿井进行实地考察,根据矿井所处的地理环境和矿内设施的不知情况,有针对性的选用开采设备,所选设备一定是复合掘进支护技术要求同时也符合矿井内部通道要求,只有这样才能在技术的指导下,顺利地进行开采工作。

2.3 加强锚网支护技术的应用

该技术是针对复杂地质条件下煤炭开采应用的,因为复杂地质条件下,地质环境变化对矿井的影响较大,所以,要针对地质条件复杂的程度采取合适的掘进支护技术。在复杂地质条件下,当岩层比较坚固并且较完整的地区,比较适合退后卧底法开采,因为这种方法对于这种地质环境来说操作起来比较安全,但是对操作人员的体力要求较高,所以在实施该方法时注意人员的选择;当开采的地质环境是比较松软或地质条件不稳定的时候,可以采取直接破顶法,但是要注意破顶工具的选取,尽量减小松软地质对矿井开采所带来的影响,保证人员的安全。

3 结论

采煤过程中要保障煤矿下工作人员操作的规范性和煤炭掘进支护技术的有效性,并且对于煤炭开采中支护技术作为关键性技术必须有切实可行的操作性,操作过程中必须符合复杂地质条件的要求,只有这样才能保障在煤炭开采过程中设备和人员的安全,才能实现高效的采煤计划,才能为工业发展提供更多的煤炭资源,才能保障煤炭企业快速稳定的发展。

参考文献

[1]赵全义.试析复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用[J].中国科技博览,2014,22:280.

[2]赵海平,李艳玲.复杂地质条下的煤矿掘进支护技术应用分析[J].科技传播,2013,2.

建筑物下采煤技术 篇8

1 煤矿首采区村庄分布与其地质采矿条件

文章的该矿井, 位于某省某低山丘陵区, 东低西高。黄土覆盖的丘陵去在东半部, 而西南区域则是井田的首采区。而地表上有三个自然村分布。则其煤矿首采区村庄分布的特点有:一是自然村有着较小的占地面积, 同属一个行政区;二是较为分散的居民地以及密度较小的房屋结构, 煤矿周围的房屋都是按照当地的地势所建;三合适居民重建的位置点并不多。

在这种采区, 其有着百分之百的可开采概率, 虽然在煤层的可开采厚度方面, 有着某些变化, 但是也存在着一定的规律性可言。煤层的深部开采在煤层埋深550-800米之间。

2 留设村庄压住煤柱的情况

针对煤柱的保护情况主要是对于留在井下的煤柱不予以开采, 主要是为了将上方岩层内部的煤柱与地表的保护对象结合起来, 使其不再受对部分煤柱开采而造成的影响。留设煤柱的重要目的是, 在煤层层面上, 按照已熟知的地表移动变形规律, 将一个保护煤柱的边界进行圈定, 并在此边界外进行回采, 从而使需要保护的氛围不再受到开采工作的影响。可应该注意的是, 留设煤柱必须要放弃对部分煤炭量的开采工作。

按照此开采地区的房屋结构分布的状况, 一般要对其设置几个保护煤柱的村庄, 并且保证其中有三个面积是最小的。保护煤柱的村庄面积总共为0.557平方千米的保护煤柱面积, 占此采区总面积的百分之三十一。且不规则形状在煤柱范围内较为多见。使其外部对工作面的布置不利, 因此, 只能在工作面面积较小的区域进行布置, 这样一来就会造成巷道开采工作量的加大, 同时, 在煤柱的凹陷处, 会造成煤炭资源一直留在底下, 就降低了其回采率。

在对留设村庄的煤柱进行保护后, 会使大量的资源造成浪费, 且会增加开采成本。加之, 分布松散的地表建筑物, 就造成了保护建筑物在村庄保护煤柱方面的密度与数量的减少。所以, 开采此采区的最佳技术路径并不是留设煤柱。如果在此采区利用条带开采技术, 则会出现低开采率的情况, 且由于较小的保护煤柱范围, 也会造成对整个开采工作面的布局结构的不利, 所以, 运用条带开采的方法是最佳可行的。而如果对该开采区域进行全面的开采, 其地表处发生的变形情况就会在其他工作面的周围范围内出现, 并伴随整个工作面的开采进度, 也会造成周围区域的不断扩大, 从而对地表结构产生不利的影响, 并波及到各个开采角落, 同时对建筑的安全造成危害。

3 间续开采技术的应用程度

在对其开采建筑物深度下的煤炭资源时, 可通过对不完全开采工作面对地表结构变形较小的方法, 将建筑下面的深部压煤情况分为两个阶段进行开采, 第一个阶段煤柱工作面之间的合理宽度进行留设, 使每个工作面之间形成相互联系, 结构又不充分的开采工作面。首先, 要对每一个工作面进行回采, 使地表与较小的变形区域形成统一的下沉盆地。第二阶段是将相互间隔的煤柱进行安全回采能够得以实现, 这就是间续开采技术的应用。

在进行第一阶段的开采过程中, 当煤柱与开采区域之间的宽度之和小于0.95r时, 出现很明显的波浪下沉盆地结构将在地表上不会出现。而当对许多个完全不充分的工作面进行开采时, 要想使开采区域与煤柱之间的宽度之和为0.6r, 这样在地表下沉中心范围内, 不会出现地表变形的情况得以出现。要将开采宽度与煤柱宽度之和与最优值为0.6r, 且最大值不要在0.95r以上, 这样才能保证极其不充分的对地表开采, 不会出现波浪形结构下沉的现象, 且地表下沉中央的变形为零。在第一个开采阶段内, 当依次开采出三个工作面之后, 就会造成上覆岩层下沉的现象更加完全, 等过一段之间, 待完全恢复稳定后, 在原先的采空区域内就会出现新的新的支撑岩柱得以形成, 然后再予以开采其他几个工作面。

4 间续开采对建筑物的损害

运用条带开采的技术就如同第一阶段的开采, 其能够对地表的移动变形进行有效的控制。现今, 研究条带开采的理论已比较成熟, 文章就此不再作详细说明。但是在不同于条带开采方面, 在对上覆岩层来压进行支撑外, 间隔煤柱还能够对各个开采工作面中不完全进行充分开采的工作面划分出来。按照极不充分的开采方法, 必须要对两个相邻的采空区进行分隔, 使其成为独立的采空区, 且使下沉盆地在地表中得以统一形成。

而为了在地表上不再有波浪形的移动变形的出现, 三个采空区要将水平拉伸变形来抵消压缩变形的一部分, 从而使形成的移动盆地较为平缓, 从而将其对地表建筑物的损害程度得以降低。

在开采充分下沉后的第一阶段, 为了将该区域的支撑强度得以加大, 并将其支撑效果得以增强, 经过压实的采空区跨落岩石, 可利用对压实区从巷道内灌注浆水的方法, 来将其进行加固, 从而形成第二阶段的间隔岩柱, 使第二阶段的上覆岩层的压力得以支撑, 并将第二阶段的各个工作面中不完全进行开采的工作面间隔成新的工作面。此外, 需要注意的是, 对第二阶段的开采, 也会使连续且平缓的下沉盆地在地表上形成。

在开采完毕第二阶段后, 要使上覆次关键层达到破裂现象, 而此关键层出现破裂, 主关键层为出现破裂。只是发生了弹性的形变, 由几个工作面的影响, 其开采层的边缘上方外出会发生弹性形变, 而下沉区域会在中间出现且较为平坦, 从而就可以避免对变形盆地中部的建筑物产生较大的损害。

在相对其稳定的地表下沉期间, 要及时加强首采区的地表结构的调查与检测。最终, 在第一阶段的稳定区域内, 由于地表的变化较小, 可以降低建筑物的损害度;而进行第二阶段的开采后, 居民区的建筑物, 则有采动损害出现。并通过计算表明, 对地表的下沉进行全面的开采, 与阶段性开采对地表下沉现象相比较, 要比阶段性的开采技术的变形程度大, 所以, 针对地表损害程度的减少方面来说, 阶段开采技术更为适合。

5 结束语

文章把居民点的房屋分布状况, 以及建筑物结构较为密布的特点对应起来, 针对其间续开采的方法对地下煤炭资源量的开采, 从煤矿首采区村庄分布与其地质采矿条件、留设村庄煤柱后的压煤情况、间续开采技术与应用、以及对建筑物的损害程度这四个方面, 进行了具体的分析与研究, 并得出间续开采技术为全采救赎, 采取可以分为不规则形状, 开拓巷道对增大工作量, 对工作面布设不利等结论。以供相关人员参考。

参考文献

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[2]王相怀.井下采煤生产技术及采煤方法的选择[J].中国高新技术企业, 2011 (4) .

[3]李文昌, 戴华阳.梧桐庄矿密集村庄下深部压煤开采对策[J].煤炭工程, 2008.