村庄下深部压煤开采的技术探讨.pdf

工 业 技 术 Q Q 工 Ch i na Ne w T e c h n o l o g i e s a n d P r o d u c t s 村庄下深部压煤开采的技术探讨 陈 明 山西省煤炭建设监理有限公司， 山西 太原 0 3 0 0 1 2 摘要 本文主要对传统的村庄下采煤方法进行分析， 然后在此基础上对以提 高煤柱的采 出率为 目的的村庄下深部压煤开 采技术途径进行探讨。 由于村庄下其深部压煤具有量大及面广等特点， 矿井的正常生产及发展具有严重的制约性， 采用过去 传统的保护与开采技术 ， 显然不能满足深部开采的条件， 同时， 深部开采属于一种分阶段的不完全开采技术， 它引起地表发 生移动与变形的程度较小， 对于地表建筑物等具有较好保护的作用。 关键词 村庄下采煤； 深部开采； 开采技术； 采出率 中图分类号 T D 8 6 4 文献标识码 A 1我国村庄下压煤现状分析 根据相关数据显示 ， 当前我 国三下压 煤量总数可达 1 3 2 亿吨 ， 而村庄下压煤量 就约 占总数的 4 0 ％，达到了 5 2 ．2 1 亿吨之 多。对于村庄压煤而言 ， 几乎遍布了大大 小小各个矿区 ， 通常情况下它能 占到矿井 储存总量的 1 0 ／ o ～ 3 0 ％之间 ，并且按照当 前生产进度及地表建筑物的快速发展， 上 述比例还将呈现出不断上升的趋势 。 在过去 ， 为了能让煤炭开采工作保持 其连续性 ， 开采企业对压煤村庄一般都是 采取搬迁 的方式 ， 来确保开采lT作的正常 进行。 这种搬迁开采的方式由于协调工作 量大及搬迁费用高等特点 ， 为开采企业带 来了极大的经济负担。 2村庄下深部化开采面临的问题 首先 ， 煤层埋藏的深度越深 ， 根据移 动角界定的煤柱范围， 也将得到极大 的扩 张 ， 同时 ， 压煤量的变化也是取决于煤 层 的埋藏深度，当煤层的埋藏深度增加时， 压煤量也将随之而出现成倍的增长； 其次 ， 过去传统的开采技术与保护技 术 ， 都很难适应 当前深部开采的条件 。以 条带开采为例 ， 当开采深度增大时 ， 为了 确保煤柱的稳定性 ， 就必须增大条状煤柱 的宽度 ， 然而条状煤柱 的宽度一旦增大到 某种程度时 ， 又将会导致地表出现波浪型 移动 ，这对地表村 庄的房屋建筑等都 是非常不利 的。虽 然条带开采一类的 部分开采法 ，在对 地表变形方面起到 了一 定 的 缓 解 作 用 ，但 由于它的采 出率偏低 ，使煤炭 资源的损失较为严 重 ，根本无法达到 高 产 与 高 效 的 目 的 。 因此 ，煤矿 开 采企业应充分把握 深部化开采技术 的 特点 ，以提高煤柱 的采 出率 为 目的 ， 以求能探索出从根 表 1村庄下常用采煤技术措施分类 技术 方法 技术 謇的 优 点 酿 点 状 总 量 上 减 少 缝 从潭 头 控 裁 地表 给 生 产 带置 带 来 并下开采技术 衰沉陷 飙时溺上 静采动影响蠼度 酒蕊，影响生产效 躐缓变形程度 率和采出率 减少 器漫蛮 接受 对挂庄上骞厘豹 措 施的 捷嗣上 存 邋表 变形影 响的 保护效果较好 在 不确 定性且 痔 缝嚣漂护技术 程赛。 搜痨墓蒸寄 蓬 出现 的倾 蕊 将 较 好 豹 撬 变 形 能 缀难 进{ 芷 力 将 掰 庄 迁 至 不 受 开采 基 本 不会 受 一 次 性 投 入 的 资 } 村_喹拆迂措旋 累动影响的地方． 翻太大碾 金过丈．虽其毒一 或 是 裁 她 重 建 具 定 的管理难 嶷 番 檬 毪 抗 变 形 能 力息 星 本上解决好村庄下深部压煤开采问题的 有效技术途径。 3村庄下采煤常用的技术措施 村 庄下采煤常用的技术措施共有 以 下三种 ， 分别是井 下开采技术 、 村庄搬迁 措施以及地面保护技术。现将村庄下常用 的采煤技术措施的分类 、 各技术的 目的以 及三种技术措施 的优点与缺点列于表 1 ， 然后再分别对其进行探讨。 3 ． 1井下开采技术 井 下开采技术其主要 目的是通过有 效减小地表的下沉及变形程度， 以此来缓 解 由煤矿开采而对地表建 筑造成影 响的 程度。 对于我 国目前的经济与技术条件而 言 ， 井下开采技术在建筑物 ， 尤 其是 在村 庄下进行的煤炭开采 中， 还是属于一种主 好 。 2 ． 5安装过程注意事项 因对装配过程 的安全性及活塞密封的特 殊性等方面的考虑 ， 在装配时需要注意以 下事宜 1 所有 吊装件在 吊装过程当中必须 缓慢移动， 避免因为件与件之间不必要的 碰撞从而导致的产品件及工具 的损坏 ， 以 及进而由此产生的安全问题等； 2 装配前注意缸套、 活塞部装的方 向， 避免因为方向问题导致的部件破损和 重复作业劳动； 3 活塞部装压人缸套之前 ， 在活塞 部装外圆表面涂抹一些润滑油， 这样可以 使得装配过程较为顺利； 4 禁止将活塞装入后再次拉出， 此行 为将导致密封件发生严重损坏 ； 5 禁止将使用过的及损坏 的密封件 重复使用 ， 此行为将在设备运行 中留下严 重的安全隐患。 3结论 3 ． 1利用专用压装工具进行装配以后 的活塞部装及缸套， 在装配质量和精度等 方面都较之前的装配方法得到大幅提升， 增强了产品稳定性及使用寿命 。 3 ． 2本专用工具只需一个人即可以完 成使用， 可以优化 2 3名操作者， 大大减 少了不必要劳动力的支出。 千斤顶的使用 也大大减轻了不必要体力劳作， 使工人更 有效率的从事其他相关T作。 3 _ 3焊接工艺简单 ， 操作使用方便。 同 时 ，较小的体积 也不 占用过多的装 配空 间， 不使用的时候可以放到任意的指定地 点。 3 ．4实践表明 ， 使用专用工具不仅可 以增强产品可靠性 、 提升装配效率 、 降低 劳动强度 、 减少操作工人 ， 更 可以对 隔膜 泵的系列化生产提供有力支持。 参考文献 [ 1 】 凌学勤． D G M B 、 S G M B系列往复式隔膜 泵在氧化铝工艺流程中的应用f J ] ． 有色设 备 ． 2 0 0 3 0 2 ． 【 2 ] 成大先． 机械设计 手册【 D ] ． 北京 化 学工 业 出版 社 ． 2 0 0 7 ． 中国新技术新产品 -1 0 3 - 2 Q Q Q 工 Ch i n a Ne w T e c h n o l o g i e s a n d P r o d u c t s 要的开采技术。它的开采方法有很多 ， 按 照开采时间的连续性来分 ， 可分为连续开 采与间歇开采 ； 按照煤层开采空间所处位 置 的协调性来分 ，可分为分层开采与协 调； 按照同煤层其平面位置所具有的对称 性来分 ，可分 为开采对称开采及顺序开 采；按照开采程度所具有的可控性来分 ， 可分为全部开采与部分开采； 按照顶板管 理的状况来分 ， 可分为充填开采和陷落开 采 ； 按 照离层管理的状况来分 ， 可分为注 浆充填与自然闭合。 这些方法各有各的优 点、 缺点及适用性， 并各 自具有不同的侧 重点。 3 ． 2村庄搬迁措施 村庄搬迁措施主要分 为两种 ， 即异地 迁村与就地重建 。其 中， 由于异地迁村存 在耕地征用难度大、 关系协调较为复杂以 及资金投人巨大等问题 ， 通常情况下该措 施很难得 以变成现实。 而在进行就地重建 时 ， 则应充分考虑当地潜水位及采动残余 变形对新建房屋的影响等。 上述这些问题 对于有效应用村庄搬迁措施 ， 都具有一定 的制约性。 3 ．3地面保护技术 这里所说 的地面保护措施 主要有 以 下几种 ， 分别是新建 以加设滑动层 、 构造 柱 、圈梁及变形缝为特征的抗变形房屋 ； 以灰浆抹缝 、 加柱及更换损坏墙体等为特 征 的采前加固与采后维修方式 ； 以在保护 建筑附近挖设沟槽 ， 防止建筑物 现水平 变形为特征的地面缓冲沟方式等。 虽然上述三种技 术措 施均能运用于 村庄下的煤炭开采中， 然而每个矿井与村 庄都具有一定的特点 ， 因此 ， 某些技术与 措施介于开采条件 、 经济条件及相关政策 等方面的影响 ， 将注定无法得以实施 。综 合上述 问题 ，在对开采方案进行确定时， 必须充分结合矿井 的具体情况， 然后综合 评价该方案的有效性及合理性 ， 并在方案 实施之前对村庄搬迁所涉及到 的各类问 题 ， 做好相应 的准备 。并且 ， 在 以上措施 中，往往同时采用多种技术措施 的效果 ， 要明显高于仅采用某一种技术措施 的效 果， 所以在条件适合的时候， 可对多种技 术措施进行综合运用。 4深部开采的分析 对 于深部开采来说 ， 它所涉及到的内 容主要包括采矿技术以及采矿安全等， 它 属于一个内容丰富且内涵广泛的综合性 研究命题。 它是以当前采矿深部化的整体 发展趋势为切人点， 以便能从中探寻出因 深部开采， 而给正常生产带来的各种问题 的解决措施。在村庄下实施深部化开采， 可以说是深部化 问题在建筑物下 、 铁路下 及水体下进行开采的集 中体现。 虽然在村 庄下对深部压煤进行开采时 ， 可以利用的 - 1 0 4 - 中国新技术新产品 技术措施有很多 ， 如搬迁开采 、 条带 开采 及充填开采等， 但它们都存在着一定的缺 点， 不能从根本上使村庄下压煤的开采具 有可行性及合理性。因此 ， 探寻出一种对 于村庄下深部压煤开采来说 ， 既能有效克 服现有技术 中存在的各种问题 ， 又能具有 良好的可行性及合理性的开采技术 ， 是 当 前亟待解决的重要 问题。 5跳采全采技术分析 跳采全采技术是一种在建筑物下 以 分阶段进行的开采方 法 ，它在第一 阶段 时， 主要对煤 柱进行跳采 ， 此时的地 面正 处在不充分 ， 甚至于非常不充分的开采沉 陷状态 ； 而在第二阶段 时， 它主要则是对 剩余的煤柱进行开采 ， 然后对开采顺序进 行优化处理， 以便能实现多工作面的联合 开采 ， 及对煤柱进行全面积的回采。在对 采区及工作面进行设计的时候 ， 还必须做 到以受保护的对象作为其 中心 ， 尽可能将 它设计成能够跨越煤柱的长形工作面。 之所 以称之为 ” 跳采全采技术 ” ， 是 因为该技术是以大条带协调开采 与跳采 法为技术基础， 然后有针对性的对其进行 了相应的补充及完善 ， 以便该技术能成为 一 项系统相对完整的技术 ， 在村庄下深部 压煤的开采 中得到广泛推广及应用。 现将 本文工作的主要表现介绍如下 第一， 在对采区的长工作面进行设计 的时候， 其设计思想应始终坚持将受保护 对象作为中心； 第二 ， 在对技术方案进行确定的过程 中， 还必须始终坚持将受保护对象的使用 安全作为基本原则 ， 将快速提高煤柱全面 积的采出率作为奋斗目标 ； 第三 ， 对于实际的生产能力 以及开采 条件 ， 都应逐一进行综合的考虑及合理 的 利用 ， 并将技术应用中的灵活性及原则性 充分发挥出来 ； 第四， 在对地表的建筑物 构筑物 进 行保护的时候 ， 采取的保护措施可以不用 太过单一 ， 若条件允许 的情况下 ， 可将其 和井巷的保护工作相结合 ， 以便达到提高 保护效果 的作用 ； 第五 ， 在对技术方案进行确定的过程 中， 并不是 只注重开采技术即可， 他还应 该遵循 以维护措施 、 监测技术与开采技术 并重的原则， 以便达到提高其可行性的目 的； 第六 ，在对技术方案进行设计 的时 候 ， 应将不完全开采的沉陷原理作为研究 基础 ， 然后针对跳采全采技术 中， 地表及 岩层发生移动的各种特点及规律 ， 进行科 学合理的分析，最后再整合这些特点、 规 律及理论 ，来对技术方案进行完善与调 整 ； 第七， 对于跳采全采技术来说 ， 它并 工 业 技 术 不是一成不变的 ， 它完全可以根据实际的 条件来进行“ 变形” ， 以便能充分满足实际 条件的要求 ， 唯有如此才能让此项技术得 到更为广泛的应用 ， 那么它所具有 的实用 价值也将随之增加 ； 6村庄下采煤效益的评价 ’ 根据相关资料显示 ， 将跳采全采技术 应用于 5 个村庄下的煤柱开采 中， 无论是 它的开采面积总数 、 煤柱面积的采出率还 是优质肥煤的采出量 ， 较过去常规的开采 方法均有 了很大的提高。 虽然在开采过程 中， 依然存在因极个别房屋出现轻度的损 坏 ，而对矿 区村 民进行 了一定数额 的赔 偿 ， 但运用该技术所取得的经济效益是非 常明显的。 由此可知 ， 选用跳采全采技术的设计 方 案 ， 不但优化了井下 的开采技术 ， 提高 了矿区煤柱的回收率， 同时还将大量滞压 于村庄下深部的优质肥煤解放 了出来 ， 这 在很大程度上提高 了矿井生产所带来的 经济效益。 虽然在开采过程中难免会导致 村庄的房屋出现一定损坏 ， 但只要通过合 理的维修与赔付处理 ， 同样能在不损害村 民利益的同时 ， 使村庄下没住 的开采具有 极佳的社会效益。 结语 总而言之 ， 一旦加深村庄压 下的开采 深度 ，村庄下的压煤数量必然会有所增 大， 此时若再沿用过去传统的保护与开采 技 术 ，很难满足村庄下 的深部化 开采条 件 。因此 ， 为了有效解决好村庄下深部压 煤的开采问题 ， 寻求新的技术途径已势在 必行。 而跳采全采技术则是针对深部开采 条件，充分利用开采沉 陷的基本原理 ， 以 便科学合理 的对村庄下深部压煤的开采 问题， 进行有效解决 的一种综合性开采技 术。 它的可行性主要体现为 第一阶段时 ， 利用对开采尺寸进行合理调整 的方法来 控制地表因开采而发生的变形 ， 如此村庄 上的建筑物便能避免受到较大的影响 ； 第 二阶段 时， 则是利用对开采顺序进行优化 处理 ， 以便能从根本上减小对村庄上建筑 物的损坏， 最终达到确保村庄建筑物能安 全使用的目的。 参考文献 【 1 】 李文昌， 戴华阳 ， 刘义新． 梧桐庄矿 密集 村庄下深部压煤 开采对策 f J 】 ．中国矿业， 2 0 0 8 0 8 ． 【 2 】 张辉， 杨庆镰 ， 丁姗姗． 村庄下压煤开采 问题及技术探讨 f J 】 ．山东煤炭科技 ， 2 0 0 8 o 4 ． [ 3 降 华栋， 朱伟． 潞安矿区村庄下 压煤现状 与开采技术途径研究 f J 1 _ 矿山测量 ， 2 0 1 1 O 1 ． 【 4 】 郭文兵， 李文彩． 葛店矿村庄下压煤开采 技术途径分析『 J 1 ． 煤炭工程 ， 2 0 0 2 0 5 ．