采煤工岗位认识 [对“三下”采煤技术的认识与研究]

时间：2019-01-24 03:25:22　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：随着煤矿开采强度和开采范围的加大，“三下”采煤问题更显突出，不仅造成大量煤炭资源的积压，而且造成矿井不能合理进行开采。本文结合工作实际，探讨如何下安全高效的进行“三下”采煤，对节约煤炭资源和提高产量都具有重要的现实意义。
　　关键词：“三下”采煤；煤柱；安全
　　中图分类号：TD8 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）032(C)-0240-02
　　前言：在建筑物下、水体下和铁路下开采煤炭，称为“三下”采煤。根据全国统配煤矿的不完全统计，我国的“三下一上”压煤量达137.9亿，其中建筑物下压煤量为87.6亿t。在煤矿生产过程中，一般都在建筑物下、铁路下、水体下保留煤柱不进行开采。这样不仅造成大量煤炭资源的积压，而且造成矿井不能合理进行开采，尤其是在埋深大、煤层层数多的矿区，压煤量相当惊人。随着开采技术的不断提高以及环境保护的要求使“三下”采煤技术改变了原有的方法，“三下”采煤技术得到了迅速的发展，由只能用充填法开采，发展到能用陷落法开采；由用条带法、房柱法开采，发展到全面开采等方法。这样不仅保护了地面建筑物、铁路、地下水体不被破坏，且实现多出煤、降成本、高效率、保安全，提高了资源回收率，又尽可能避免发生企业效益与工农关系的矛盾以及矿井近期效益与可持续发展的矛盾。
　　一、建筑物下采煤技术
　　（一）国内外建筑物下采煤技术研究现状
　　“三下”采煤开展较好的国家有波兰、英国、德国、前苏联等。波兰进行“三下”(地面建筑、铁路和水体下)采煤已有多年历史，闻名世界。在波兰硬煤产量中，“三下”开采的煤炭产量占60%以上，其中50%为建筑物下开采，10%为湖泊下开采。
　　我国建筑物下采煤试验研究开始于1962年，经过将近50年的研究和实践，建筑物下采煤技术有了长足的发展。据有关资料显示，我国各矿区都不同程度的在建筑物下压有煤炭，建筑物所压煤量中，村庄是最多的，其次是工业场地、其他工业与民用建筑。
　　（二）建筑物下采煤的技术措施
　　1、不搬迁村庄全部开采技术
　　在建筑物下采煤时，应尽力减少多煤层开采或是厚煤层分层开采中多个分层或同一煤层的同时开采引起的地表变形。减少地表变形的采煤方法主要有：全部充填法、联合开采、分层开采、布置长工作面、间歇开采等。
　　（1）布置较长工作面：使建筑物位于移动盆地平地部分，使建筑物承受动态变形后，仅承受最小静态变形，减小开采边界附近地表变形。
　　（2）充填法处理采空区：用水砂充填是采煤法中减少地表下沉效果最好的方法；其次是风力充填和矸石充填，充填密实的地表最大下沉量为采厚的8%―15%。
　　（3）协调开采：在上下煤层或是同一煤层的相邻工作面协调开采，使得不同工作面采动产生的变形相互抵消，有利于减少地表变形，保护建筑物。
　　（4）分层间歇开采：先开采一个分层，待其所引起的地表变形稳定后在开采相邻的分层。
　　2、条带开采
　　将开采的煤层划分为若干条带，各条带相间开采，由保留条带支撑上覆岩层重量，地表下沉量减少到原来的80%―90%。条带开采要求任何一个条带煤柱应有足够的强度和稳定性，足以支撑下覆岩层的载荷；对坚硬的直接顶板不易冒落时，应采取强制放顶，使条带煤柱处于三向应力状态。
　　3、离层注浆减沉技术
　　离层注浆减沉是近几年来提出的一种新的方法，即在煤层开采以后，在地面预先布置钻孔，通过钻孔向开采后正在离层的岩层缝隙中进行高压注浆，浆液充填岩层裂隙便可以减少地表下沉。该方法在我国的一些矿区已进行了成功试验，采用该方法地表下沉量可以减少30%―60%。
　　二、水体下采煤技术
　　（一）国内外建筑物下采煤技术研究现状
　　国外水体下采煤已有100多年的历史，英国、日本、加拿大、智利和澳大利亚还成功地进行了海下采煤，美国则非常重视长壁开采对地表河流甚至小溪的影响。
　　我国在2O世纪60年代以前，在开采技术条件较好的地区，已经有水体下采煤的尝试当时主要为定性描述和分析。20世纪6O―8O年代，开展了大量的专用观测孔来研究开采导水裂隙带高度，并就观测孔中水位变化及水的漏失量等方法，提出了有效和无效导水裂隙的区分。20世纪8O年代以来，在借鉴国内外经验的同时，大规模开展了对水体下采煤导水裂隙带发展规律和防水煤(岩)柱留设的研究，取得了不少突破性的进展。
　　（二）水体下采煤的技术措施
　　1、合理留设煤柱
　　水体下采煤应根据水体类型及地层结构特点，区分两种类型的煤柱：（1）防水煤柱，确切掌握水源的位置和水量，防水煤柱的最小高度等于导水裂缝带高度加上5―30m厚度的保护层；（2）防砂煤柱，防砂煤柱的最小高度等于冒落带高度加上2―15m厚度的保护层。经实践证明，在许多情况下，可先留防水煤柱进行试采，然后在试采基础上，变防水煤柱为防砂煤柱。
　　2、分层或分阶段间歇开采
　　间歇开采是煤矿水体下采煤普遍采用的一种方法，对于缓倾斜厚煤层来说，是采用倾斜分层的方法；对于急倾斜煤层，则是采用水平分层或沿走向推进的伪倾斜柔性掩护支架的方法。
　　3、先探后采
　　在浅部开采和留设防砂煤柱的情况下，如果厚松散层底部的含水砂层厚度大，砂层水水压大，应采取“先探后采”的措施。基本原则为：先采远离水体，后采邻近水体的煤层；先采隔水层厚，后采隔水层薄的煤层；先采地质条件简单，后采地质条件复杂的煤层；先采较深部，后采较浅部的煤层。
　　三、铁路下采煤技术
　　我国铁路下采煤大部分属于线路下采煤，在开采影响下，地表移动盆地范围内的铁路线路和路基都将产生移动和变形。这种移动和变形分为两种：一是连续型的，即路基的移动和变形与地表是一致的；二是非连续型的，突变的，即地表产生急剧下沉、开裂，甚至突然塌陷，这就会危及列车行车安全。铁路下的采煤技术措施如下：
　　（一）满足一定的采深与采厚比
　　长壁垮落法开采时，铁路下方开采煤层的深度和厚度之比要满足《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定的数值，且最小深度中的基岩厚度必须大于垮落带高度。
　　（二）留设铁路保护煤柱
　　一、二级铁路线上的一、二级铁路站、有严重滑坡危险难以处理的铁路沿线、在目前条件下采用改道或不留设煤柱方法处理技术上不可行，经济上不合理的铁路线、铁路隧道以及全长大于20m的铁路桥都需要留设合理的保护煤柱。
　　（三）合理布置工作面
　　在进行开拓布置时，应尽量将开采区域布置在铁路的正下方，使线路处于移动盆地的主断面上。同时，合理调整工作面推进速度，工作面推进至在铁路附近时，抓好井下正规循环作业，使地表均匀沉降，尽量减小每次采动对铁路的动态影响。
　　（四）采取地面维修技术
　　在开采过程中，应加强铁路线路巡查及时发现和排除事故。若线路产生下沉和横向移动，对路基要进行阶段性的抬高与加宽，使其尽量恢复到开采前的状态。线路下沉要采用起道和顺坡的方法消除，使线路纵断面恢复到原有状态；横向水平移动要采用拨道和改道的方法消除。
　　结语：随着煤矿开采强度和开采范围的加大，“三下”采煤问题更显突出，“三下”采煤是合理地开采和利用煤炭资源，提高资源回收率的重要途径。虽然近年来国内外煤矿在“三下”采煤方面取得了一定的成果，但是在实践中还面临着许多新的课题有待研究和解决，尤其要大力发展建筑物加固措施，现场测试仪器等。相信在不远的将来，“三下”采煤技术将为我国煤炭工业的高速发展作出一定的贡献。
　　作者单位：晋煤集团王台铺煤矿
　　作者简介：许志楠（1985.10― ），男，本科，山西晋城人，采煤助理工程师，现任职于山西晋煤集团长平公司王台铺煤矿煤柱回收队主管技术员，主要从事技术管理工作。
　　参考文献：
　　[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社.1999.
　　[2]杜计平,汪理权.煤矿特殊开采方法[M].中国矿业大学出版社.2003.
　　[3]钱鸣高,石平五.矿山压力与岩层控制[M].中国矿业大学出版社.2003.
　　

推荐访问:采煤三下研究技术

采煤工岗位认识 [对“三下”采煤技术的认识与研究]

最新文章

热门文章