浅析建筑物下采煤技术的现状及发展趋势.doc
浅析建筑物下采煤技术的现状及发展趋势 摘要随着我国经济的迅速发展以及安全生产技术的不断进步,人们对能源的需求量也随之增大。煤炭作为主要能源之一,被大量地开采。然而,在我国“三下”(建筑物下、铁路下以及水体下)采煤量中,采煤量最大的是在建筑物下,本文就对建筑物下采煤技术现状进行了简要的分析,并且在此基础上,对我国建筑物下采煤技术的发展趋势进行了展望,希望同行业相关人士共同探讨。 关键词建筑物下采煤 研究现状 发展趋势 0 引言 近年来,我国建筑物下采煤技术问题引起社会社会的广泛关注,当从地下开采出煤炭后,其上方覆盖岩层就会失去支撑,继而破坏岩体内部的固有应力平衡,导致采空区附近的岩体产生变形。而采空区面积达到特定范围后,就会在其上方地表形成变形,从而影响建筑物的基础,严重情况下,会产生破坏的情况。本文着重对“三下”采煤技术中的建筑物采煤技术进行了分析和展望。 1 我国建筑物下采煤技术现状分析 国外研究建筑物下压煤开采较早的国家有英国、俄罗斯、波兰以及德国,而建筑物下开采技术处在世界领先地位的当属波兰。在国内,前期主要是学习并引进外国的先进经验,对于建筑物下采煤的研究工作主要是对一些矿区进行建筑物下采煤试验,获得了宝贵经验。根据大量文献与丰富经验表明建筑物的抗变形能力与地表的水平变形值的大小决定了建筑物下采煤的破坏程度,所以,对于建筑物下采煤而言,我们应按照建筑物受力情况、建筑物结构等采取适当的采煤技术,对建筑物选取合理的结构保护措施。当前,我国建筑物下采煤主要有①房柱式开采在开采煤层中掘进一系列宽是五到七米的煤房,以巷道联通中间,形成宽度不等的长条形煤柱。在设计煤柱时,不仅要节约资源,能够按照需求进行煤柱回收,而且煤柱应具有特定的稳定性,确保足够的强度去支撑顶板。②协调开采法通过合理安置开采顺序以及工作面,以对部分地表变形进行抵消,进而保护地表建筑,是避免地表变形的一种有效的措施。③充填开采法在煤炭开采工作面后方采空区用填充材料进行上覆岩层支撑,例如粉煤灰、矸石或者睡砂,从而减少地表环境受到的损坏程度。当前,长臂石膏体结合矸石充填与巷柱式开采填充是我国主要的两种填充方式。实践显示,充填开采能够在很大程度上降低开采对地表建筑的损害,减轻地表沉降的程度。④条带开采划分开采煤层区域,使之成为线性区域,间隔采留,从而确保部分条带式的煤对上覆岩层进行支撑,实现保护地面建筑物,回收部分煤炭。此外,还有离层注浆开采、间歇开采、择优开采等建筑物下采煤方法。在此,不再一一阐述。 2 我国建筑物下采煤技术的发展趋势展望 2.1 矸石充填开采技术是今后建筑物下采煤方法的重点发展方向 尽管水砂充填能够有效的降低地表下沉量,进而保护地面建筑物,可是,鉴于水砂充填需要大量的砂子,一定程度上加大了吨煤成本。仅从这一点而言,我们用尽量减少或不采用水砂充填。而矸石充填能够将煤矿生产中的矸石充填至井下,达到地表不堆矸石山,井上没有矸石的目标,同时,我们能够采用矸石获取煤炭资源,这样也就实现了煤矿生产中矸石的综合治理,并且取得巨大的社会经济效益。此项技术可谓矸石处理及合理利用的新思路,给建筑物下采煤提供了新途径。矸石充填不仅降低了矸石的排放量,达到绿色开采煤矿的目的,而且也提高了建筑物下煤矿开采的才出率。 2.2 结合采煤方法同抗楼房变形技术是建筑物下采煤的发展趋势 我们在建筑物下采煤的时候,倘若单单依据采矿措施,就不可以完全的消除建筑受到地表变形的影响。基于此,可以建抗变形房以便更好的避免建筑物受到的影响。我国采取的诸如村庄下部分开采以及就地重建抗变形房将是建筑物下采煤的发展趋势。同异地搬迁比较,原地重建能够降低由于村庄的搬迁征地进而给企业带来压力,尤其是可以消除耕地保护欲建设用地之间的矛盾。另外,采取抗变形房技术对村庄规划同我国构建社会主义新农村的方向一致,继而提高居民的生活质量。 2.3 建筑物下采煤中需要突破条带开采技术 在诸多有效的开采技术中,条带开采法不仅是成熟的传统方法,而且是我国目前在建筑物下采煤对地表变形与移动进行控制的最为有效的方式。近年来,我国学者对如何改善条带开采做出了努力探索,同时获得了宝贵的经验和丰富的成果。汲取充填开采岩层移动、控制地表下沉以及条带开采的优点,最大程度上运用覆层结构控制岩层变形,采取荷载置换原理控制上覆岩层,提出三步法开采新方法,即“小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采”,控制地表下沉与岩层位移,从而提高煤炭的回采率。 2.4 离层注浆减沉技术有较大的发展空间 在我国,离层注浆减沉技术并未获得广泛的应用,因为仍有诸多的理论与实践问题需要进一步解决。但是,这并不影响此技术方法的推广和应用,我们应在建筑物下采煤中应用覆岩离层注浆减沉技术,在其中去不断地完善与改进。近些年,离层注浆同大条带间歇开采结合在一起,应用于建筑物下煤矿开采,这样能够解决一系列建筑物下采煤难题,例如减少工作面搬家次数和加大煤炭开采工作面长度等等。 参考文献 [1]李凤明,耿德庸.我国村庄下采煤的研究现状、存在问题及发展趋势[J].煤炭科学技术,1999,27(1)10~13. [2]邓宁.“三下”采煤技术发展现状及前景展望[J].中州煤炭,2011(12). [3]郭文兵,邓喀中,邹友峰.岩层与地表移动控制技术的研究现状及展望[J].中国安全科学学报,2005,15(1)6~10. [4]张煜铖,侯世占.建筑物下采煤技术现状及发展[J].煤炭技术,2007,26(12). [5]张华兴,赵有星.条带开采研究现状及发展趋势[J];煤矿开采,2000(03).