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浅论煤矿的“三下”采煤技术

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分享到: 本站编辑:gengxin 日期: 2018-06-12 09:39 点击:

  [摘 要]浅析建筑物下采煤、水体下采煤的条件要求和技术方法,以及铁路下采煤的条件要求和安全技术措施。 

  [关键词]煤矿开采;“三下”采煤;技术措施
中图分类号:TD823.83 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)19-0002-01
引言
“三下”采煤,实质上就是在建筑物下、水体下和铁路下采煤,只要在技术上可行、经济上合理都应进行开采。但是,“三下”采煤之前应科学稳妥地制定开采规划和设计,并按《煤矿安全规程》执行,报主管部门批准后,然后科学地组织实施。同时,编制“三下”开采设计时,还应尽可能的在井下开拓布置、巷道布置、开采程序、采煤方法和顶板管理等方面采取相应措施。必要时还要在地面采取保护措施,以减轻开采影响的破坏作用。在既保护地面建筑物、铁路地下水体不被破坏,又能通过“三下”开采将这部分煤尽可能地采出来,实现多出煤、降成本、高效率、保安全和提高煤炭资源回收率与经济效益的目的。
1 建筑物下采煤的条件要求和技术方法
1)具备的基本条件。对于建筑物下采煤而言,的确会对建筑物产生一定的影响。至于建筑物受开采影响的破坏程度,则取决于水平变形值的大小,以及建筑物自身抵抗变形的能力。所以,在建筑物下采煤时,必须按开采设计,并要利用好地表移动和变形参数资料,然后进行地表移动和变形的预计。只有掌握了地面建筑物的现状,才能预计到可能遭到的破坏程度。
2)可采取的技术措施。①建筑物下开采前处理:难以对建筑物采取加固措施,这可采用长工作面或多个工作面联合开采的全柱式开采方法,或者合理布置工作位置、开采边界,使建筑物位于下沉盆地中央部位,以减小开采边界附近地表的变形。②高敏感建筑物下开采措施:可采用条带开采或水砂充填、矸石充填等法管理顶板。但应遵守以下规则:a.任一条带煤柱要有足够强度和稳定性,能支撑下覆岩层的载荷;b.采出条带宽度要限制在不使地表出现波浪形下沉盆地;c.开采近距离煤层群或厚煤层分层时,各层的保留条带煤柱应上下对齐,尽量不在条带煤柱中穿切巷道;d.坚硬的直接顶板不易冒落时,要采取强制放顶,使条带煤柱处于三向应力状态;e.近距离煤层或厚煤层分层开采,采用充填法管理顶板时还应采用上行开采顺序。③重要建筑物下采煤措施:可采取限制煤层或分层采高方法,或减少开采煤层或分层层数等。回采区应尽可能干净回采,若必须残留煤柱时,宽度<0.25r。这三点是必要的技术措施。
3)保护措施。若要对建筑物采取保护措施时,要根据建筑物的结构、地表变形预计结果、受力状况及可能遭到的破坏程度,对其采取相应措施。一般就是采取加固保护措施。建筑物长度>20m时,要增设变形缝和横隔墙,使整个建筑物分成为几个独立体,以增强建筑物抵抗垂直和水平变形的能力。当建筑物面临受压变形影响时,可在其四周距基础lm~2m处挖补偿沟,深度应超过基础底面,宽度一般为0.6m左右,在沟内充填可塑性物质,以吸收其四周土壤对建筑物基础产生的挤压力。对以建筑物变形缝为界的每个单体,要以闭合形式设置钢拉杆、钢筋混凝土圈梁,增强抗曲率和水平变形的能力。而地下管网,除可采用临时地面管网外,也可在管接头处设置柔性接头或补偿器等。建筑物将受到多次采动影响时,每次开采前和移动稳定后,要对建筑物、构筑物和设施及时修理或调整。这些都是较好的保护措施。
2 水体下采煤的條件要求和技术方法
1)条件要求。水体下采煤条件要求:开采后受影响的采区和矿井涌水量不超过排水能力,不影响正常生产。所以当开采煤层上覆水体时,必须留设安全煤岩柱,确定允许开采上限标高。而安全煤岩柱要按煤层上覆水体的类型不同如下留设:①当上方地表直接为湖泊、江河等,不允许导水裂缝带波及水体,必须留设防水安全煤岩柱。②当上方地表为松散弱含水层或已疏降的松散强含水层时,允许导水裂带波及该类水体,不允许冒落带接近。可留设防砂安全煤岩柱,高度≥冒落带高度+保护层厚度。③上方地表为松散弱含水层或疏干的松散含水层,允许冒落带接近松散层底部时,可留设防塌煤岩柱,高度≈冒落带高。
2)开采技术和安全措施。①开采倾角α<55°,并留设防砂安全煤岩柱的厚煤层,应采用倾斜分层长壁式采煤法(减少1、2分层采高,增加分层间开采间歇时间)。②开采倾角α=55°~90°的煤层,要采用分小阶段间歇回采,并加大走向长度。第一、二小阶段的垂高≯20m。严禁超限开采。若煤层顶底板岩层坚硬不易冒落时,宜采取强制分段切断顶底板的措施,防止抽冒、切冒。③在地表面水体、石灰岩岩溶水体或强含水层下采煤,要在开采水平、采区间留设隔离煤柱或建立可靠的防水闸门(墙),加大排水能力和容量。④在水体下采煤要对受水威胁的工作面和采空区水情加强监测,水量、水质和水位等动态观测并及时分析;采区周围井巷、采空区及地表的积水区范围和可能发生的突水通道作出预计,并采取相应措施,正确选择安全避灾路线。⑤采空区积水和基岩含水层下采煤,或可能遇到充水断层破碎带,要采用巷道、钻孔或巷道与孔结合的方法,先探放、疏降水,后进行开采。
3 铁路下采煤的条件要求和安全技术措施
1)具备的基本条件。铁路下采煤,要不影响列车的安全运行和采煤的安全。各项指标必须符合“有关规定的采深与分层单层或分层的采厚、铁路等级”要求,或有经验和可能的数据时,方允许在铁路下采用全面陷落法采煤或试采。但是,冒落带的高度要小于基岩厚度。开采倾斜煤层,若铁路横过煤层露头或附近应采取相应的措施保护,不能地表出现下沉现象。
2)地面应采取的安全措施。成立专门队伍搞好维修,并准备充足维修材料(道碴和轨枕)。要按地表移动和变形预计结果加宽路基,以便及时填下沉路基,保持稳定性。之前要加强线路上部建筑,使线路状况符合《铁路工务规则》要求,并在预计移动较大区段增设防爬器、轨距拉杆或轨撑。采后加强对线路的巡视和移动观测,及时采取顺坡、起道、拨道、调整轨距和轨缝等措施,消除线路局部失格处所,使线路状态都能达到要求。线路下沉速度较快,一次起道量较大时,要按铁路部门的规定,设置减速或停车信号保护。待地表移动稳定后按铁路部门规定对线路进行最后的纵、横断面整治,以消除下沉的影响。总之,主要把握以下几点:①地表变形叠加的减少与消除。通过协同采掘、顺序采掘及无煤柱完全采掘,能使地表变形叠加减少与消除,使地表变形对铁路的影响减少。②减少地表下沉。实施全部充填技术能减少地表下沉,非常有效,或通过条带与柱式的采掘。若借助长壁采煤技术,应具备充足的采厚与采深比。③工作面科学安排。若在铁路正下方安排采面,应尽可能地使铁路纵向方向和工作推进方向一致,并使铁路位于移动盆地的主要断面上,防止线路的横向变形。④避免地表下沉的突然性。铁路下面存在浅部煤层或处在煤层露头的位置,对其积水、填实等要进行检查;煤层上部存在石灰岩层、老空区时,要借助注浆法和充填等对空间进行填实及排水,避免采掘对地表的下沉产生影响。对急斜煤层采掘,要将充足的煤柱留设在露头位置,避免抽冒上部的煤柱。厚煤层采掘要进行分层,将第一、二分层厚度尽量减少。坚硬顶板处,可强制放顶,避免大面积冒顶。
结束语
对“三下”采煤技术,它是一项集多领域、多专业为一体的综合性工程技术,然而因地下条件的复杂性和多变性,有很多问题尚待探索。比如覆岩移动与破坏的控制技术、覆岩动态破坏规律、防治水技术的研究等。只有在多学科、多专业、多方面的共同努力下,才能适应“三下”开采的需求,才能保证采煤的安全性和有序性。进而采出滞留的煤炭资源,多为企业提高经济效益。
参考文献
[1] 周仁波.“三下”采煤技术浅析[J].科技资讯,2008,33:49.
[2] 陈龙.“三下”采煤新技术[J].山东煤炭科技,2010,5:76-77.
[3] 杨炳瑞.“三下”采煤技术探析[J].油田、矿山、电力设备管理与技术,2014,13:l29.
 
 

  

本文出自:http://www.starlunwen.net/xiaoxueyingyu/186322.html

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