谈煤矿“三下一上”采煤方法.pdf

煤矿技术 垫 笙 丛王2 r F C } { N o LO O C A I } ’I O N I 【} t 5 谈煤矿“三下一上”采煤方法 赵伟民 龙煤 集团 七台河分公司新立煤矿黑龙江七台河 l5 4 6 0 0 摘要三下一上采煤，应保证建筑物和铁路不受开采影响而破坏，尽可能多采出煤爱。水体下来煤和承压尜体上采煤．应避免矿井出现 突水事故．保证矿井生广安全和地面水体等不受开采影响。 关键词煤矿三下一上 采煤方法 。三下一上”采煤是在建筑物下，铁路 下、水体下和承压水体上采煤。建筑物包括 工民建建筑物、城镇村庄等。铁路也足地面 建筑物．因它的特殊性，我国一般将铁路作 为单独类型处理。水体即江河、湖泊、水库． 灌渠等。承压水体是在开采煤层底扳中．存 在高压力．对煤层开采形成威胁的含水层。 三下采煤应保证建筑物和铁路不受开采影 响而破坏，还要尽可能多采出煤炭。水体下 采煤和承压水体上采煤，应避免矿井出现 突水事故，保证矿井生产安全和地面水库 等不受开采影响。 1 建筑物下采煤 地面建筑物在采动环境下遭受的破坏 程度一般取决于地表移动和变形的大小及 建筑物抵抗变形能力。所以，建筑物下采 煤，要设法减少地表移动和变形对建筑物 的影响外，还应注重建筑物本身的设计和 加固措施。 1 ．1 地表移动和变形对建筑物的影响 地下开采造成地表移动和变形下沉． 倾斜、曲率和水平变形。地袁倾斜可能导致 建筑物重心偏移。这些变形一般对底面积 小而高度大的建筑物，如水塔、烟囱．通讯 传输塔等影响很大。偏斜较大时会有仕贞倒 的危险。水平变形使建筑物受附加的拉伸 或压缩应力。因建筑物为脆性材料构成．抵 抗拉伸变形的能力小，在较小的托伸变形 作用下，建筑物的薄弱部位可能发生裂缝。 地表曲率变形导致地表凸起弯曲或凹陷弯 曲，可能使建筑物出现裂缝。建筑物越长越 高．受到的影响就越严霞。 I ．2 建筑物下采煤的开采措施 1 减小地表F 沉。为减少开采造成的 地表下沉，可用充填法管理顶板。而充填法 管理顶板时需设置专f - 】的充填设备并要有 适合的充填材料来源，成本较高。也可运用 条带式采煤法，在开采范围内，沿煤层走向 或倾斜方向把煤层划分为几个条带，采一 条，保一条．相间排列。依靠保留的条带煤 柱支撑上覆岩层的载荷，控制岩层移动。使 地表移动变形减小，实现保护建筑物。对缓 倾斜及急倾斜厚煤层开采，采用分层分采 方案能减小地表一次下沉对地面建筑物影 响。 2 协调开采，减少开采影响的叠加。在 煤层 分层 或同一煤层的多个工作面同时 开采，要选择合理的开采顺序，控制各煤层 分层 工作面间的错距．以减小不同煤层 分层 不同工作面同时开采导致的地表变 形的叠加；合理布置各煤层 分屡 的开采边 界．安排工作面推进方向，合理确定工作面 推进速度；在采空区不留或少留煤柱，防止 煤桂上方地表变形加剧。 1 ．3 建筑物下采煤的地面保护措施 在采取井下开采措施不能消除采煤对 建筑物的损害叶，应同时在地面采取对建 筑物的加固措施，确保建筑物正常使用。常 用的保护措施有以下几种 1 设置变形缝。变形缝的作用是把建 筑物从基础到屋顶截开，分成独立的单元 体，使地表变形分散在各个单元体，各个单 元体上受到的地表变形比整体上受到的变 形小，这样提高了建筑物整体适应地表变 形的能力。 2 钢筋混凝土圈粱或钢拉杆。它一般 用于加固房屋，提高建筑物的刚度，增强建 筑物抵抗破坏的能力。圈粱设在基础平面、 地下室楼板、上部楼板及檐口水平面外墙 的四周。钢拉杆加固作用不如圈梁，它用以 进行建筑物的上部加固，不可没在基础部 位。 3 液压千斤顶调整。在地面建筑物受 地表变形的影响．可采用液压千斤顶进行 调褴要{ 乇内、外墙底部预先设置钢板或钢 筋混凝土板。以和J 于安装千斤顶，使建筑物 在千斤顶的作用下整体升降。 4 设置变形补偿沟。就是在建筑物外 侧从地表挖掘一定深度的沟槽．使地表水 平变形在其两侧出现差值，减少建筑物受 水平变形的影响。 2 铁路下采煤 铁路下采煤主要有铁道线路，桥涵．隧 道下的采煤。我国的一些矿区在矿区专用 铁路、铁路干线和铁路支线下采煤一些矿 区铁路线下已不留设安全保护煤柱。 铁路是特殊的构筑物，在铁路下采煤 要保证安全和正常行车。地下开采要保证 不会造成铁路线路出现突然变化，如路基 的突坍、滑坡等。还应通过正常的维修清除 开采导致的线路各部分的变形。使线路符 合相关规定的技术指标。为保证铁路的安 全正常运行，一要确保开采导致的地表移 动和变形是连续，平缓发展的．使铁路的变 形处在渐变状态下，不发生突变现象，尽可 能减少地表的变形程度和线路的维修工程 量。同时，要适时维修和调整线路，以避免 开采造成的变形。 为保证安全正常行车。开采急倾斜煤 层，在露头处应留有足够尺寸的煤柱，避免 采区上部煤拄的抽冒。浅郎非正规采过的 老空区，应防止受到重复采动或水文地质 条件变化时，地面线路发生突坍。应采用全 部充填法处理采空区或采用条带式采煤 法，减小地表的下沉． 3 水体下采煤 根据我国煤矿开采经验，水体下采煤 一般采取“隔离”，“琉降”和。堵截补给来源” 等措施和方法。。隔离”是在开采区域和水 体间留设防水，安全煤岩柱，把水体和井下 安全隔开．避免上覆水体的水透人井下。 。疏降”是利用钻孔，巷道疏干或降低含水 层的水位，以保证煤层的安全开采。。堵截 补给来源”是利用钻孔把粘土．水泥等材料 注入含水层中，形成地下挡水帷幕切断地 下水的补给通道。采取河流改道，建上游水 库。建筑拦洪坝、沟，填渗水裂缝，架渡槽． 设围沟以及排除内涝等措施，切断或改变 地面补给水源。 在开采技术上要采用全部充填、部分开 采和分层间歇开采，以减小垮落带或导水 断裂带的高度。在开采中．要进行试探开 采，掌握采动对防水安全煤岩柱的破坏状 况，探索适合本矿的开采方法和技术措施。 4 承压水体上采煤 我国一些产煤地区，煤层的基底为厚度 较大．岩溶裂隙发育，含水量大的石灰岩。 在遇有构造裂隙时，与上部的岩层联通，出 现水力联系．导致康板势水事故。 4 ．1 影晌底板突水的主要因素 在开采中，影响底板突水的因素是水源 条件、矿山压力和地质条件水源条件。水量 越丰富，突水量越大，危害性越大。水压越 大，破坏性就遗严重。 根据矿山压力分布的特点，顶板无周期 来压或周期来压不明显，支承压力对底板 破坏小．突水事故少。有周期来压顶板，初 次来压或周期来压期间．因支承压力很大． 可能出现突水。突水点的位置．一般在顶板 垮落不充分、底板处在膨胀状态、断裂张 开．阻水能力较弱的工作面后部，采空区边 缘附近和初次来压前的开切眼附近。突水 通道是非常重要的因素．隔水层的阻水能 力取决干隔水层的强度、厚度和裂隙发育 程度．隔水层的断裂构造能充水或导水。底 板突水事故大部分出现芘断裂构造附近。 4 ．2 承压水体上采煤的安全技术措施 在承压水体上采煤时，应查清开采区域 内的水文地质状况．如含水层与隔水层的 赋存特征及岩溶发育规律．承压水的径流． 赋存及补给水源；对受承压水威胁的煤层 进行全面规划，划分为不同的水文地质单 元开采，采区巷道要尽量少穿断层，减小巷 遒交岔点．在采区间应留设隔离煤柱；采用 充填或部分开采．减小支承压力对底板的 破坏作用；在开采中要坚持超前探水．设鼍 并上．下水文设施．把握承压水的动态和变 化规律． 科技创业家T E C H N O L O G I C A LP I O N E E R S 217 万方数据