林盛煤矿铁路下采煤开采方案研究.pdf

声明声明下面论文由免费论文教育网 http//www.PaperE 用 户转载自互联网，版权归原作者所有，本文档仅供参考，严禁抄袭 免费免费论文论文教育教育网网 - 1 - 林盛煤矿铁路下采煤开采方案研究林盛煤矿铁路下采煤开采方案研究 代金秋 辽宁工程技术大学研究生院，辽宁阜新（123000） E-mailFuxindaijinqiu1984 摘摘 要要随着工业的发展，煤炭需要量大幅度增加，铁路下采煤日益得到人们关注。为了最 大限度地减少煤炭资源丢失、尽可能减少地表下沉，保证铁路的正常运行，必须设计铁路下 开采方案。 本文对国内外铁路下采煤的发展现状进行了综合阐述， 在对此煤矿的现状进行简单介绍 的基础上，通过预计地表下沉变形和对影响范围内铁路的沉陷损坏，确定 2 个开采方案，它 们是铁路保护煤柱全部开采井下采空区充填方法；铁路下煤柱条带开采方法。通过各开采 方案进行铁路保护煤柱全部开采后的地表移动、变形预计，分别得到了铁路地表处的移动、 变形及铁路受到的影响程度。 最终推荐井下采空区充填方法作为沈阳煤业集团林盛煤矿铁路 下开采实施方案。 关键词关键词铁路；地表下沉；保护煤柱；开采方案；采空区充填；条带开采 中图分类号中图分类号TU 1. 引引 言言 随着工业的发展，煤炭需要量大幅度增加，因而使开采范围也不断扩大，铁路下采煤日 益得到人们的关注。铁路是一种结构特殊的建筑物，这些铁路中，有的是在矿区开采之前就 已修建， 有的是矿区开采后， 为把生产的煤炭运送其他地区而专门修建的铁路支线或专用线。 所以，一般矿区都有数量不小的煤炭资源，被压在铁路下，开采压煤时，铁路将受到采动影 响，严重时铁路就可能遭受破坏，不能安全正常使用。 在铁路下采煤时，一般仅对铁路进行维修。只有在车次频繁、车速高，而且预计地面的 下沉量和下沉速度较大时,才采取专门的地下开采措施。在我国，大部份矿区的煤炭是依靠 铁路线运往祖国各地的， 因此， 铁路担负着繁重的运输任务， 铁路干线是国民经济的大动脉， 对工农业生产和国防建设都具有重大意义。 综上所述，在铁路下采煤时，根据地质采煤条件，采用适当的采煤方法，可以杜绝地表 的突然下沉，而使线路仅发生大范围、连续、平缓下沉。在这种情况下，路基成整体下沉， 在下沉过程中不影响其稳固性，而上部建筑的变形，通过加强维修的方法，使其不超过容许 偏差界限，从而就解决了线路移动和坚固完好的矛盾，使铁路下采煤成为现实[1]。 2. 林盛煤矿井田概况林盛煤矿井田概况 2.1 井田自然概况井田自然概况 林盛煤矿是一座生产炼焦用煤的矿井，建于 1970 年 10 月 15 日，于 1981 年 12 月 25 日移交生产， 设计能力为 90 万吨/年， 服务年限为 72 年， 原精查地质报告工业储量为 14546.3 万吨，原设计可采储量为 8587.4 万吨。 开拓方式为立井分水平、分东西翼、分采区片盘式开拓。井田中央开凿一对立井，两翼 分别开凿东风井、西风井。移交生产时，一水平设计四个采区，西翼两个采区设计能力为 45 万吨；东翼两个采区设计能力为 40 万吨。采煤方法为走向长壁后退式采煤法。自 1985 年以来把东翼采区采煤方法改成“仓储式”。自 1986 年开始陆续建设了东三区、西三区、下 东一区、下西二区、西四区、下西一区、下西三区、东四区、东六区、-675 下延区、下东 - 2 - 六区，其中下西一区、下西三区、东六区为正在生产采区；-675 下延区、东六区为正在建 设采区。2002 年煤炭产量达到 90 万吨。 2.2 井田地址井田地址 1）井田地层 本井田位于林盛堡向斜的北端， 全区均为第四纪所覆盖， 从钻孔资料和综合分析其他层 从老到新分别叙述如下（一）奥陶系中统 该统为青灰色，杂色厚层状石灰岩，质纯， 含海相动物化石，并有大的溶洞与裂隙，厚度约 400 米左右。（二）石炭系中统本溪组该 组可分为两段，上部为灰岩段，下部为杂色泥岩段，上部共含灰岩 35 层，靠底部为 G 层 粘土或山西式铁矿，厚度为 80110 米，与奥陶系（中统）假整合接触。（三）石炭系上统 太原组其整合于本溪组之上。 该组可分为四个段 ① 上部含煤段； ② 中部沙岩段； ③ 下 部含煤段； ④ 下部砂岩段，共含煤 7 层，编号为 814，为本区主要含煤地层，底部为灰白 色砂岩，其上为黑色泥岩粉砂岩为主，偶夹有薄层砂岩，8 煤顶板的海相泥岩中，含有石燕 海百合化石，其中 12 煤最为发育，为全区主要可采煤层。该组厚 90110 米。（四）下二迭 系山西组其整合于太原群之上，该组可分为两段①上部含煤段，由黑色泥岩、粉砂岩、 砂岩及煤组成，计含煤 7 层，编号为 1-7；②下部砂岩段，为灰白色中细粒砂岩，厚层状结 构。其中 3、5、7 煤最为发育，3、5 煤全区发育局部可采；7 煤为全区发育，大面积可采。 4 煤顶板的泥岩中含有长身贝与海百合茎化石，并有植物化石。本组厚约 70110 米。（五） 下二迭系下石盒子组该组上部为紫红色、灰绿色，灰白色等杂色泥岩及粉砂岩。顶部为不 稳定的 A 层粘土,中下部为稳定的 B 层粘土,其间为杂色泥岩,下部为中粗粒砂岩。 厚度为 220 米左右，与下部的山西组（P1）系整合接触。（六）上二迭系上石盒子组上部为杂色泥 岩、灰绿色泥岩；下部为巨厚层状中巨粒砂岩，具交错层理，泥岩中含有植物化石碎片， 该层主要发育于井田中部， 厚度约为 350 米左右。 与下部的下盒子组 P12 系整合接触。 （七） 上二迭系石千峰组上部为厚层紫红色,具交错层理的砂岩,下部为砾石层,凝灰质胶结,砾石多 为火山岩。厚度约为 400 米左右，与下部的上石盒子组系整合接触。（八）侏罗系中统角 度不整合于下部的石千峰组之上。 上部由紫红色凝灰质粉砂岩及细砂岩组成， 底部为砾岩层， 砾石成分主要为石灰岩， 该层仅见于井田西北角及西南角， 厚度为 0500 米。 （九） 第四系 上部为腐植土，亚砂土，亚粘土，中部为流沙层，粘土层，底部西翼为砂砾层，东翼为粘土 层，厚度为 70110 米，含水丰富。 2）含煤地层 本区含煤地层由下二迭系山西组和上石炭系太原组组成， 系一套由海陆交互相逐渐过渡 到陆相的含煤地层。共含煤 14 层，其中山西组含煤七层，太原组 7 层。山西组的 7 号煤层 和太原组的 12 号煤层为全区沉积稳定，大面积可采煤层，而其它的则为局部发育的可采煤 层及不可采煤层。12 号煤层的顶板岩性为粉砂岩、中砂岩、粉砂岩、粉砂岩、泥岩、121 号煤层、泥岩、12 号煤层黑色，易破碎，粉末状，全区发育，为全井田的主要可采煤层 之一。厚度在 1.56.8 米之间，平均厚度为 2.72 米。12 号煤层的底板岩性泥岩、粉砂岩、 中砂岩、细砂岩、13 号煤层、粘土岩、粉砂岩、泥岩、粉砂岩、14 号煤层、泥岩、粉砂岩、 中砂岩灰色灰白色，局部含炭线，并含有大量的植物化石，致密坚硬，以石英、长石为 主，厚度在 18 米左右，是本区较好的标志层。 3）井田构造 林盛井田在构造单元上位于辽东台背斜与下辽河凹陷之过渡带内，林盛堡向斜的北端， - 3 - 全井为一不对称的倾伏向斜构造，轴向为北北东向，倾向西南，其西翼倾角较缓，一般为 2040，东翼倾角较陡,从北向南由 20455570,直至近于直立。 井田内大的构造线（向斜）与区域构造线方向是一致的，由于历次构造运动的影响，主 要是受北西和南东两方向的挤压力，致使沿其剪切力方向产生两组剪裂一组为北西向；一 组为北东向。至第三系，喜马拉雅运动时，该区构造又活化，下辽河凹陷大幅度下降，相对 辽东台背斜又持续上升，因而导致原生断裂加剧，并伴生辉绿岩侵入，使煤层遭受一定程度 的破坏和影响。根据钻探工程和井巷实见，经过综合分析，共确定井田内大于 5 米的断层 23 条，其中可靠的 9 条，较可靠的 14 条。落差大于 50 米的 7 条；20-50 米的 7 条；10-20 米的 9 条。 2.3 煤层、煤质煤层、煤质 本区含煤地层稳定，旋回结构清楚，标志层发育，物性特征明显，易识别。对比基线 井田内 12 号煤层顶板海相泥岩，沉积稳定，厚度较大，为 12 号煤明显标志层位。故煤岩层 对比基线选择在 12 煤顶板为基线。 12 煤层顶板海相泥岩该层位于太原组下部， 黑色厚层状， 致密性脆，贝壳状断口或参差状断口，节理发育，含大量黄铁矿结核，厚 1215 米，为 12 煤层对比依据，无化石。井田含煤地层为下二迭系山西组及上石炭系的太原组，计含煤 14 层。17 煤层赋存于山西组，814 层于太原组，12 煤层全区发育且稳定，其储量占矿井储 量近 69.66。因此，本次设计 12 煤层为铁路下开采的煤层。12 煤层位于太原组下部，全 区发育，为本井田主要可采煤层，厚 1.506.80 米，平均厚度 2.72 米，为结构简单的复合煤 层，在井田西南侧明显发育两层，上分层 12-1，厚 0.271.71 米，一般为 0.72 米。12 煤夹 石厚一般为 0.050.40 米，顶板厚层状海相泥岩,直接底板为粘土岩。粘土质粉砂岩含大量植 物化石，老底为灰白色中砂岩，厚 35 米。其顶底板有时夹薄层炭质伪顶和伪底，12 煤除 个别因构造影响和火成岩干扰外均可采。12 煤层距 7 煤层为 6080 米。 12 煤顶板为厚层状海相泥岩，厚 715 米，据红菱矿测度含水率 1.44。抗拉强度 7.5 kg/cm2，抗压强度 102.3 kg/cm2。其含水率高，抗压强度低，采动后再生节理发育，多次出 现过冒顶事故，工程地质条件不好。 太原组底部砂岩层，灰白色，坚硬，厚度一般为 20 米左右，成分以石英为主，长石次 之，粘土质，泥质胶结，是我矿理想的底板大巷层位，该层底部和本溪组为泥岩接触，加之 为平行不整合接触关系，故在该层施工大巷时，偏上部层位较好，该层虽未做过抗拉，抗压 实验，但一般情况下不易冒顶，工程地质条件较好。 在上述地层工程地质条件是正常情况下的评价， 必须考虑到其它地质条件的影响， 如断 层陷落柱影响，而使工程地质条件复杂化。 3. 铁路保护煤柱各开采方案地表移动、变形预计铁路保护煤柱各开采方案地表移动、变形预计 3.1 计算方法计算方法 林盛煤矿上覆岩层性质为中硬，煤层大部分为倾斜、缓倾斜局部急倾斜，倾斜、缓倾 斜煤层开采后地表沉陷规律基本符合随机介质理论，可以用概率积分法进行计算[2]。 概率积分法的计算数学模型如下 1）下沉 - 4 - ξ η π ξ π de r x erf r WyxW n i L r y cm i ∑∫ − − ⋅ − 1 2 2 1 , （3-1） 2）倾斜 ξ ξη π de r Wyxi n i L r yx cmx i ∑∫ −− − 1 2 2 22 1 , （3-2） ξ η π ξπ ξ π de r x erf r y Wyxi n i L r y cmy i ∑∫ − − ⋅ − ⋅ −− 1 2 2 2 , （3-3） 3）曲率 ξ ηπ ξη π de r x r WyxK n i L r yx cmx i ∑∫ −− − ⋅ − ⋅ − 1 2 2 22 2 , （3-4） ξ η π ξππ ξ π de r x erf r y r WyxK n i L r y cmy i ∑∫ − − ⋅ − ⋅− − 1 2 2 3 2 2 1 2 , （3-5） 4）水平移动 ξ ξη π de r UyxU n i L r yx cmx i ∑∫ −− − 1 2 2 22 1 , （3-6） 0 1 2 , , 2 2 θξ η π ξπ ξ π ctgyxWde r x erf r y UyxU n i L r y cmy i ⋅⋅ − ⋅ −− ∑∫ − − （3-7） 5）水平变形 ξ ηπ ε ξη π de r x r Uyx n i L r yx cmx i ∑∫ −− − ⋅ − ⋅ − 1 2 2 22 2 , （3-8） 0 1 2 , , 2 2 θξ η π ξπ ε ξ π ctgyxide r x erf r y r Uyx y n i L r y cmy i ⋅⋅ − ⋅ − ⋅ − ∑∫ − − （3-9） 6）扭曲变形 ξ ξπ ξη π de r y WyxS n i L r yx cm i ∑∫ −− − ⋅ −− 1 4 2 22 2 , （3-10） 7）剪切变形 0 1 3 , 2 2, 2 22 θξ ξπ γ ξη π ctgyxide r y Uyx x n i L r yx cm i ⋅⋅ −− ⋅ ∑∫ −− − （3-11） 3.2 计算参数计算参数 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， 确定林盛煤矿地表移动、 变形概率积分法计算参数， 见林盛煤矿采煤沉陷程度计算概率积分 - 5 - 法参数表 3-1。 表 3-1 林盛煤矿采煤沉陷程度计算概率积分法参数表 开采方法 下沉系数 q 水平移动系数 b 主要影响角正 切 tgβ 开采影响传播角 θ/ 拐点偏移距 s/m 全陷法 0.72 0.40 2.2 90－0.6α 0.19H 采空充填法 0.30 0.40 2.2 90－0.6α 0.19H 条带开采法 0.21 0.40 2.2 90－0.6α 0.19H 3.3 林盛煤矿铁路保护煤柱开采方案设计林盛煤矿铁路保护煤柱开采方案设计 根据林盛煤矿工业广场保护煤柱、铁路保护煤柱、断层、火成岩的范围，以工业广场保 护煤柱为中心，将南翼划分为 6 个块段、北翼划分为 8 个块段。根据实际情况，确定了两个 开采方案，即铁路保护煤柱全部开采采用采空区充填方法；铁路保护煤柱条带开采方法。并 对两个开采方案进行了铁路保护煤柱全部开采后的地表移动、 变形预计， 分别得到了铁路地 表处的移动、变形及铁路受到的影响程度[3]。 第一种 铁路保护煤柱全部开采井下采空区充填方法。 井下采空区充填方法是一项比较 成熟的控制地表沉陷的措施， 不仅可以大大地减小覆岩层的破坏程度， 而且可使地表的移动、 变形值大幅度减小，而且能充分开采地下煤炭资源。根据具体保护对象，可选择水砂充填、 风力充填、矸石自溜充填、矸石带状充填等。此方法的不足在于开采工序增多，影响生产效 率，生产成本投资增大[4]。 第二种铁路保护煤柱条带开采。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、水体、铁路下 压煤开采的重要技术措施之一[5]。 12 煤层条带开采设计 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 b0.10.25H，取 b30-200 m[6]。 2）留设条带煤柱宽度a的确定 条带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 为条带法留设煤柱 能够承受的极限载荷 c σ 与作用在留设煤柱上的实际载荷 p σ 的比值， c σ / p σ K。 条带煤柱能够承受的极限载荷值为 m T mHaH C 1092. 44 3− −γσ （3-12） 3）条带法开采安全性分析 核区率计算 65100 2 ≥ − a a n P γ （3-13） 条带开采设计经过计算核区率大于 65，煤柱稳定性系数 K1.55，深厚比大于 100m， 才能满足条带开采的要求[7]。 - 6 - 在第二方案条带开采 12 煤层时，按照条带开采的设计要求，工业广场北翼采出宽度 b50200m，留设煤柱宽度a50200m、工业广场南翼采出宽度 b30200m，留设煤柱宽 度a30200m3，煤柱的稳定性系数 K1.55，核区率65，满足条带开采的要求。 条带开采时的条带布置设计 条带开采技术条件如表 3-2 所示。条带布置设计可以采用倾斜条带或走向条带布置（根 据采区的条件而定）。 表 3-2 12 煤层条带开采技术条件 条带工作 面位置 采宽 /m 留宽/m 煤层厚度/m 煤层倾角/ 采深/m 北 1 50 50 1.4 20 216376 北 2 60 60 1.4 20 261562 北 3 60 60 1.3 25 23520 北 4 130 130 2.0 24 520738 北 5 100 100 2.62.2 10 438898 北 6 150 150 2.62.2 14 636838 北 7 160 160 2.62.2 20 676962 北 8 200 200 2.0 21 793899 南 1 80 80 2.42.2 34 4871120 南 2 200 200 2.52.2 23 9061237 南 3 30 30 2.52.2 46.5 3291237 南 4 200 200 2.52.2 45 8751236 南 5 30 30 2.62.2 62 136586 南 6 30 30 2.62.2 60 1341236 4. 林盛矿铁路下开采地表移动、变形预计结果林盛矿铁路下开采地表移动、变形预计结果 4.1 铁路保护煤柱全部开采采用采空区充填方法预计结果铁路保护煤柱全部开采采用采空区充填方法预计结果 12 煤层全采,开采煤层赋存条件12 煤层开采厚度 1.32.6m；煤层倾角为 1062。开 采深度为 1341237m,开采下沉系数为 0.30，其余参数同概率积分法全陷式开采预计参数表 3-1 所示。其地表移动和变形计算结果如表 4-1、4-2 所示。 表 4-1 南翼充填开采预计地表移动、变形结果（最大开采厚度 2.2m） 下沉值 Wmax/mm 水平变形值 ε max/mmm-1 水平移动值 Umax/mm 倾斜变形值 Tmax/mmm-1 曲率变形值 Kmax/10-3m-1 563.73 -7.74 2.89 400.45 6.05 -0.21 0.1 - 7 - 表 4-2 北翼充填开采预计地表移动、变形结果（最大开采厚度 2.2m） 下沉值 Wmax/mm 水平变形值 ε max/mmm-1 水平移动值 Umax/mm 倾斜变形值 Tmax/mmm-1 曲率变形值 Kmax/10-3m-1 689.66 -2.86 2.86 341.63 3.23 -0.05 0.05 4.2 铁路下煤柱条带开采预计结果铁路下煤柱条带开采预计结果 12 煤层全采,开采煤层赋存条件12 煤层开采厚度 1.32.6m；煤层倾角 为 1062。开采深度为 1341237m,开采下沉系数为 0.21，其他参数见概率 积分法全陷式开采预计参数表 3-1 所示。 其地表移动和变形计算结果如表 4-3、 4-4 所示，12 煤层条带开采技术条件如表 4-5 所示。 表 4-3 南翼条带开采预计地表移动、变形结果（最大开采厚度 2.2m） 下沉值 Wmax/mm 水平变形值 εmax/mmm-1 水平移动值 Umax/mm 倾斜变形值 Tmax/mmm-1 曲率变形值 Kmax/10-3m-1 458.18 -5.41 2.02 280.32 4.22 -0.15 0.07 表 4-4 北翼条带开采预计地表移动、变形结果（最大开采厚度 2.2m） 下沉值 Wmax/mm 水平变形值 εmax/mmm-1 水平移动值 Umax/mm 倾斜变形值 Tmax/mmm-1 曲率变形值 Kmax/10-3m-1 482.76 -2.0 1.97 238.13 2.25 -0.04 0.03 表 4-5 12 煤层条带开采技术条件 参数 采宽/m 留宽 /m 煤层厚度 /m 煤层倾 角/ 采深 /m 开采块段个数 最小值 1.4 16 134 南翼采区 最大值 30200 50200 2.6 62 1237 6 最小值 1.3 10 261 北翼采区 最大值 50200 30200 2.6 25 899 8 4.3 林盛矿铁路保护煤柱开采地表移动、变形预计结果分析林盛矿铁路保护煤柱开采地表移动、变形预计结果分析 一．充填开采时铁路地表移动、变形预计结果分析 充填开采时（最大开采厚度 2.2m），从地表移动和变形等值线分布分析，在工业广场 南翼和北翼呈现两个大的地表下沉盆地。工业广场南翼铁路沿线下地表最大下沉值为 500mm、地表最小下沉值为 100mm，地表水平变形最大值 2.0mm/m、地表水平变形最小值 -1.0mm/m，地表水平移动最大值 200mm，地表水平移动最小值 100mm, 地表倾斜变形最大 值 2.0mm/m、地表倾斜变形最小值 1.0mm/m，曲率变形为 0.0（10-3/m）。 二．条带开采时铁路地表移动、变形预计结果分析 - 8 - 条带开采时（开采厚度 2.2m），从地表移动和变形等值线分布分析，在工业广场南翼 和北翼呈现两个大的地表下沉盆地。工业广场南翼铁路沿线下地表最大下沉值为 300mm、 地表最小下沉值为 100mm， 地表水平变形最大值 1.0mm/m、 地表水平变形最小值-1.0mm/m， 地表水平移动最大值 100mm， 地表水平移动最小值 100mm, 地表倾斜变形最大值 1.0mm/m、 地表倾斜变形最小值 0.0mm/m，曲率变形为 0.0（10-3/m），工业广场北翼铁路沿线下地 表最大下沉值为 500mm、地表最小下沉值为 100mm，地表水平变形最大值 1.0mm/m、地表 水平变形最小值-1.0mm/m，地表水平移动最大值 100mm，地表水平移动最小值 10mm,地表 倾斜变形最大值 2.0mm/m、地表倾斜变形最小值 1.0mm/m，曲率变形为 0.0（10-3/m）。 5.林盛矿铁路保护煤柱开采方案技术、经济分析林盛矿铁路保护煤柱开采方案技术、经济分析 5.1 开采方案技术分析开采方案技术分析 如果其顶板未冒落或未充分冒落。当铁路建成，列车以高速通过时，传递到空巷顶板的 动荷载应力。按照活载对涵洞的竖向压力计算公式 h qh 5 . 2 5 .16 （5-1） 2 /12. 0 1345 . 2 5 .16 5 . 2 5 .16 cmkg h qh （5-2） 根据焦作、鹤岗、本溪、峰峰等矿区多年铁路下采煤的经验。列车速度为 4050km/h 时。枕木下方 20cm 处的动荷载应力为 1.17kg/㎝ 2。峰峰矿区通过铁路下采煤实测。动荷载 传递深度为 2.5m 左右。林盛矿开采深度在 134m 处的动荷载应力为 0.12 kg/㎝ 2 左右。动荷 载传递到此深度时，对巷道的影响也是非常小的。 第一方案充填开采时铁路地表移动和变形预计值分析 充填开采时 （开采厚度 2.2m） ， 工业广场南翼铁路沿线下地表水平变形最大值 2.0mm/m、 地表水平变形最小值-1.0mm/m， 地表倾斜变形最大值 2.0mm/m、地表倾斜变形最小值 1.0mm/m，曲率变形为 0.0（10-3/m）。充填开采时（开采厚度 2.2m），工业广场北翼铁 路沿线下地表水平变形最大值 1.0mm/m，地表水平移动最小值 100mm,地表倾斜变形值为 0.0mm/m，曲率变形为 0.0（10-3/m）。 第二方案条带开采时铁路地表移动、变形预计结果分析 条带开采时 （开采厚度 2.2m） ， 工业广场南翼铁路沿线下地表水平变形最大值 1.0mm/m、 地表水平变形最小值-1.0mm/m， 地表倾斜变形最大值 1.0mm/m、地表倾斜变形最小值 0.0mm/m，曲率变形为 0.0（10-3/m）。条带开采时（开采厚度 2.2m），工业广场北翼铁 路沿线下地表水平变形最大值 1.0mm/m、地表水平变形最小值-0.5mm/m， 地表倾斜变形最 大值 2.0mm/m、地表倾斜变形最小值 1.0mm/m，曲率变形为 0.0（10-3/m）。 参照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中的地表变形及建筑 物损坏允许变形值表 5-1 所示，充填开采时铁路地表移动、变形预计结果在允许变形范围 内；条带开采时铁路地表移动、变形预计结果在允许变形范围内[8]。 - 9 - 表 5-1 地表变形及建筑物损坏允许变形值 地表变形值 破坏等级 倾斜 T/mm-1 曲率 K/10-3m-1 水平变形 E/mm-1 I ≤3.0 ≤0.2 ≤2.0 5.2 开采方案经济分析开采方案经济分析 林盛矿铁路保护煤柱开采第一方案 铁路保护煤柱全部开采采用采空区充填方法可采出 煤量北翼可采出煤量 944.8080 万吨；南翼可采出煤量 2045.5380 万吨。 林盛矿铁路保护煤柱开采第二方案 铁路保护煤柱条带开采方法可采出煤量 北翼可采 出煤炭储量 472.4040 万吨；南翼可采出煤炭量 1022.7690 万吨。 各开采方案的开采面积、开采煤量及利润如表 5-2 所示。每吨煤利润按充填方法 10 元、 条带方法 20 元。 表 5-2 开采方案的开采面积、开采煤量及利润 开采方案 开采煤量/104t 北翼 944.8080 第一方案 南翼 2045.5380 北翼 472.4040 第二方案 南翼 1022.7690 北翼 944.8080 第三方案 南翼 2045.5380 5.3 结论结论 1）以最大限度地减少煤炭资源丢失、尽可能减少地表下沉，保证铁路的正常运行为目 的，开采铁路保护煤柱，通过预计地表下沉变形和对影响范围内铁路的沉陷损坏分析，设计 3 个开采方案。同时，对各开采方案进行评价分析。 2）方案设计中规定的铁路煤柱开采块段，是为了地表移动、变形预计值及地表铁路损 坏程度评价而划分的。 各方案的预计是铁路保护煤柱全部开采后的结果。 矿方可按铁路保护 煤柱开采的实际需要来设计采区进行开采。 3）通过综合评价分析，最终推荐第一方案（井采空区充填方法）为沈阳煤业集团林盛 煤矿铁路下开采实施方案。 4）采用井下充填方法，林盛煤矿铁路保护煤柱的煤炭可采煤量为 2990.346 万吨.。 参考文献参考文献 [1] 孙文华. 三下采煤新技术应用与煤柱留设及压煤开采规程实用手册. 中国煤炭出版社，2005. [2] 何国清,杨伦,等.矿山开采沉陷学.中国矿业大学出版社，1991. [3] 刘宝琛,廖国华.煤矿地表移动的基本规律.中国工业出版社，1965. [4] 张玉卓,赵有星.采煤与覆岩离层注浆充填共同作用下地表沉陷计算的影响函数法，地表沉陷控制新技 术.中国矿业大学出版社，1998. [5] 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规律.煤炭工业出版社，2000. [6] 吴立新,王金庄,等.建（构）筑物下压煤条带开采理论与实践.中国矿业大学出版社，1994. [7] 刘文生.条带法开采采留宽度合理尺寸研究.阜新矿业学院硕士论文，1988. [8] 吴立新,王金庄,等.建（构）筑物下压煤条带开采理论与实践.中国矿业大学出版社，1994. - 10 - Desiging the scheme for exploiting under the railroad of the lin sheng coal mine Dai Jinqiu Graduate School of Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning（12300） Abstract With the development of industry, the requirements of coal have increased by a wide margin, and cutting coal under the railroad have get peoples attention gradually. To cut down coal resources being lost for the high limit, cut down the earths surface’s sinking as far as possible , ensure that the railroad regularity works, I must design the scheme of exploiting under the railroad. I have done synthesis to the present situation of cutting coal under the railroad at home and abroad expound in this thesis, I have ascertained 2 exploiting scheme in the basis of introducing this coal mines current situation simply by estimating The earths surface sinking deation and sinking damaging in this range it have affected.，they are the of exploiting all the railroad coal post for protecting and filling the goaf in the pit; the of exploiting the coal post like strips and belts under the railroad. By the earth’s surface moving, estimating deation after exploiting all the railroad coal post for protecting following all schemes of exploiting ,we have get the railroad’s displacement and deation in the earths surface, and the degree of effecting the railroad has received. Finally I recommended the of filling the goaf in the pit acting as the implementation plan under the railroad for LinSheng coal mine of Shenyang Coal Corp. Keywords railroad; earths surface’s sinking; coal post for protecting; schemes of exploiting; filling the goaf; exploiting like strips and belts