村庄下深部压煤开采技术探讨.pdf

垫 皇壹 2 0 1 4 年第2 1 卷第8 期 技术研发 村庄下深部压煤开采技术探讨 邢正虎 西 山煤 电安监 局 ，山西 太原 0 3 0 0 5 3 摘要 论述 了传统村庄下的采煤方法， 并在该基 础上 对提 高煤柱 出产率的村庄 下深部压煤开采技 术措施进 行 了分析 与 探讨， 希望借此文内容， 能够为村庄矿井的可持续发展提供一份可靠的保障。 关键词 村庄下采煤 ； 开采技术 ； 深部开采 ； 采 出率 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 8 5 5 4 ． 2 0 1 4 ． 0 8 ． 0 7 2 0 引言 目前， 煤矿开采的深部化促使村庄下压煤量逐渐增大， 随 之而来的便是传统开采技术无法适应当前的村庄下深部煤炭 开采条件。如若从另一个角度看待这个问题， 煤矿开采的深部 化又等于是在一个阶段的非充分性开采， 因为地表的移动与变 形的可能相对较小 ， 比较有利于地表层建筑物的保护。本文对 村庄下深部压煤开采技术措施进行了简要的分析与探讨 ， 希望 借此文内容， 能够为我国村庄下深部煤炭开采的产出率保证提 供一份有效的借鉴建议。 1 国内村庄下压煤现状分析 依照有关文献资料中的数据表明， 目前我国三下压煤的总 产量已经达到 1 3 2亿吨， 而村庄下的压煤总产量已占据了这个 庞大数字的4 0 ％， 已经超过了5 0亿吨。就村庄的压煤来说， 它 已经遍布于全 国的各个矿区之 中， 并且 占据的储存量也非常 大 ， 通常来说 ， 它可 以占到整个矿井储存量的 1 0 ％ 一 4 0 ％之间。 如若依照当前的生产进度以及发展速度而言， 村庄下压煤的产 量还会逐 年上升 。 在传统开采技术盛行时， 为了能够使煤炭的整体开采工作 保持～种连续性， 一般来说， 煤炭开采企业对于压煤村庄大多 选取搬迁的方式， 从而来保证煤炭开采工作的顺利进行。然 而， 这种方式虽然有效 ， 却伴随着工作量大以及费用过高等特 点， 这为煤炭开采企业带来了非常巨大的经济负担。 2 村庄下深部压煤开采所存在 的问题 1 随着煤炭层掩埋越深 ， 依照移动角所界定的煤柱范围也 会进行扩张 。与此同时 ， 压煤总量的变化也是 由煤炭层 的埋 藏 深度直接决定 的， 一旦煤 炭层 的埋藏深 度加深 时 ， 煤 炭 总量 往 往也会成倍的大量增长。 2 传统使用的煤炭开采技术与煤炭保护技术都无法适应 如今的深部煤炭开采。例如条带开采技术， 当煤炭的开采深度 逐渐增大时 ， 为了充分保证 煤柱 的性能稳 定 ， 则必须 增大条 状 煤柱的整体宽度， 然而 ， 一旦条状煤柱的整体宽度被增大时， 地 表层便会逐渐出现波浪型的移动变化， 这种移动变化对于村庄 上的各种房屋建筑物， 都是极为不利的。虽然以条带开采为首 的一系列开采技术在对于村庄上地表层建筑物的变性变化方 面起到了适当的缓解作用， 然而， 该类技术的煤炭产出率却 比 较低 ， 使煤炭资源大量消耗 ， 完全违 背了高效生产 的核心宗 旨。 故此， 煤炭开采企业应当充分了解并掌握深化的煤炭开采技术 特点， 将提高煤炭的采出率为最终 目的， 并且探索出一种新的 技术， 在确保煤炭采出率的前提下， 充分保证地表层建筑物的 安全性能。唯有这种开采技术才能真正促进煤炭企业走上可 持续发展的道路。 3 村庄下深部压煤 开采的常用技术方法 一 般而言， 村庄下深部压煤开采的常用技术方法有以下三 种 井下煤炭开采技术； 地表层建筑物保护开采技术； 村庄搬迁 技术 。井下煤炭开采 技术从煤 炭生产 总量上减 少地 表层 的沉 陷， 并且从时间上逐渐减缓其变化程度。优点 从根源上有效 地控制地表层的变化影响因素。缺点 为煤炭的生产布置带来 了诸多困难， 很容易影响煤炭的生产效率及最终产出率。地表 层建筑物保护开采技术， 可以有效减少村庄上建筑物受到地表 层变化的影响程度， 促使建筑物具备较为 良好的抗变形能力， 对于村庄上的建筑物其保护效果较为良好。但该种技术措施 在使用上存在着很大的不确定性， 并且建筑物一旦出现倾斜则 无法进行纠正。村庄搬迁技术措施将村庄搬迁至不会受到煤 炭开采影响的位置 ， 或者重新 在原有地点重新建设抗 变形变化 能力较强的建筑物 ， 煤炭开采 的随意 性较 强 ， 一 般来说不 会具 有太大的局限性 ， 但投入的资金过多， 并且管理难度较大。 4 村庄下煤炭深部开采的技术分 析 针对于煤炭深部开采而言， 它能够涉及到的主要内容为两 个方面 煤矿开采技术； 煤矿开采的安全性。这属于一个 内容 广泛， 并且非常深入化的研究课题， 它是将当前煤矿开采的深 部化其整体性发展趋势作为着手点， 以便可以从中寻找到完善 当前技术问题的有效措施， 从而保证煤炭的正常开采运作。当 前， 村庄下逐渐实施煤炭的深部化开采 ， 可谓是将深部化问题 在水体下 、 建筑物 下 以及铁路 下进 行煤 炭 开采 的一 种综 合体 现。虽 然在村庄下对深部化进行煤炭开采时 ， 上 文提到的几种 开采技术都可以使用， 但是这些技术方法都存在着一些弊端， 无法从根本上使村庄下 的煤炭开采更为具 备科学性 、 合理性与 可行性 。所 以， 探寻出一种既 能解决 当前技术手段 中存 在 的种 种弊端 ， 又具有合理性与可行性的开采技术， 是当前迫在眉睫 的新课题 。 5 跳采全采技术措施分析 这种技术方法是一种完全行于建筑物以下 ， 分阶段实施进 行的开采技术。该种技术在第一阶段时， 主要针对于煤柱进行 跳采， 此时此刻的地表层处于一种极为不充分的状态下， 甚至 是一种开采沉陷的状态。然而， 当进行到第二阶段以后， 它便 主要是针对于剩下的煤柱进行开采， 并且逐渐对其进行优化处 下转第 1 2 1页 7 7 9 技术与市场 技术研发 2 0 1 4 年 第2 1 卷 第8 期 的更换 ， 采用特制钢挂架 固定于墩 身或 盖梁上作 为施工 平 台。 还要进行支座检查 、 主梁调查并加固等。 2 对要更换的支座部位进行确认和检查， 现场记录支座位 置、 编号 、 病害情况， 并拍照记录， 妥善保存检查记录。 3 测量梁底 标高 ， 并 对设计 图纸 提供 的梁底 标 高进 行核 对 ， 详细记 录并妥善保存。 4 ． 3 顶升作业 1 台帽、 盖梁面清理。①清理台帽或盖梁顶面的杂物， 必 要时可采用钢丝刷等对混凝土垃圾进行清理， 以保证支座更换 时的作业面干净整洁。②清理伸缩缝内沉积的垃圾和杂物， 以 防止顶升时梁体间互相挤压。 2 支座调查与复检。①复核原支座与新支座型号、 承载力 等指标是 否一致 ， 并根据设 计的承载力确定顶 升重量及千斤顶 的型号和数量。②确定支座垫石顶面标高的调整高度。对于 新更换支座 与原支座不一 致 ， 应根据新 支座 的型号 、 高 度确定 垫石改造后的顶面标高， 以保证支座更换后桥面标高符合设计 要求 。 3 千斤顶、 百分表安放与设置。①千斤顶的数量要与桥台 的支座数量保持一致。②放置百分表。要保证顶升的高度准 确测量， 并能够很好控制梁体的姿态， 要通过百分表记录数值。 4 顶升系统调试， 调试是保证设备正常作业的基础。 5 试顶。①试顶前的检查， 包括 千斤顶安装是否垂直牢 固； 影响顶升的设施是否已全部拆除； 顶升部分结构与其他结 构的连接是否已全部去除等。②现场各组人员各就各位 ， 观察 试顶过程 中是否有异常情况， 仪器仪表是否正常， 显示读数是 否合理等。③顶升速度不得超过 1 m m ／ m i n ， 最大顶升高度不 超过5 m m。④顶升就位后， 持荷 1 0 m i n ， 密切观察梁体及设备 状况。如有异常情况， 应立即回油、 落梁， 待问题解决后再进行 试顶， 直至梁体受力及设备运行正常。⑤当顶升就位之后 ， 要 根据顶升的数值反复测试各支座的承压， 当有异常情况发生， 就要调整支座的型号。⑥试顶正常后， 应平稳落梁。 6 梁体同步顶升。①进行顶升作业 ， 要以2 m m为节点划 分多部， 并分级顶升， 高差范围要控制在 0 ． 5 m m。使用位移传 感器测量顶升位移 ， 并实时监测高差。一旦出现高差超出控制 范围， 就要立刻调整， 并进入下一个顶升周期 ， 实现同步顶升。 ② 梁箱 的两边通过百分 表测量梁 箱 的转 动 ， 梁箱每顶 升一 级 ， 就要测量一次。操作人员要实时进行监测。③顶升作业过程 中， 梁升高5～ 6 m m， 就要加垫一块钢板。④同步顶升要尽量 降低 ， 保留原支座拆除和新支座安装的空间就可以， 大概为 l 0 ～ 1 5 m m。⑤顶升就位之后 ， 梁体由千斤顶转至临时支撑上。 7 支座更换。①取出旧支座。先取出旧支座后， 认真清除 梁底上的不锈钢板锈迹及污垢 ， 再检查支座下垫石表面是否平 整， 能否满足新支座安装要求。②安装新支座。将垫石表面的 油污及浮浆表面打磨清除干净后， 在原支座位置及新支座表面 进行十字定位后安放新支座 ， 以确保支座更换后 位置 准确 。 8 墩顶垃圾清理。墩顶， 尤其是桥台顶经长期运营， 存在 大量垃圾 ， 主要为淤积 的泥沙 ， 有些桥 台 由于雨水 的渗入成 为 泥浆板结在桥 台顶。桥梁 的特 点是盖 梁和桥 台顶 大多没有 支 座垫石 ， 因此 板梁底 和桥 台顶 间距 离 十分 小 ， 甚至 完全 贴住 。 梁板顶起一定距离后 ， 垃圾清理仍十分困难， 施工初期， 采用空 气压缩机带软管吹气 清理 ， 效果不理想 ， 经改进后 ， 采用森林 灭 火器吹 ， 并配合钢丝刷刷 ， 墩顶 垃圾可完全清 理干净 ， 取得 良好 的效果 。 9 支座更换。老支座取出后， 需要清理墩台顶表面， 安装 新的橡胶支座， 最后操纵桥梁顶升设备， 将梁体落位。 1 0 检查支座脱空情况。检查新安装 的支座是否受力均 匀 ， 有无扭 曲现 象 ， 否则 要重 新顶 起 ， 局 部调 整支 座 的楔形 垫 板 ， 确保 支座均匀受力 。最 后关 闭所有设 备 ， 断开所 有有关 连 接 ， 取出油顶 ， 完成全部工作 ， 清理施工现场 ， 做到工完料清 。 5结语 总之 ， 同步顶升技术是 当前我国最为先进的桥梁支座更 换 技术， 安全可控， 而且自动化程度高 ， 具有广阔的发展前景。 参考文献 [ 1 ] 张大伟． 桥梁支座更换设计[ J ] ． 北方交通， 2 0 1 2 ， 1 2 5 2l一22． [ 2 ] 尹天军． 高速公路 上跨桥 整体顶升技 术方案 [ J ] ． 世界 桥 梁， 2 0 0 9 ， 2 3 1 ． 6 1 6 3 ． [ 3 ] 邱 苈彬 ， 刘世 忠 ， 李 丽园． 顶 升技 术在城 市桥 梁改造 中的 应用l J I ． 施工技术 ， 2 0 1 3 ， 4 2 5 6 26 6 ． 上接 第 1 1 9页 理 ， 从 而来实现全面开采。这种技术 是在保护 地面层建筑物 的 基础上 ， 尽 可能地扩大生产量。 该种技术方法之所 以称之为 “ 跳采 全采技术 ” ， 正是 因为该 种技术方法主要是将跳采法与条带协调开采法作为技术支持 基础， 并具有针对性地对其进行相对应的完善及与补充 ， 使该 项技术方法称为一项较为完整的综合技术方法。当前应用得 较为广泛。一般而言， 其工作表现主要有以下几点 ①在针对 煤炭 开采地 区进行预期设计 时 ， 其设计思想应当 围绕着保 护建 筑物为中心。②该技术方案在进行确定的阶段 中， 应当以坚持 保护建筑物的安全性能为基本原则， 将全面提高煤柱的产出率 作为发展目标。③在实施开展该项技术的过程当中， 应当注重 应用技术 的原则性 以及灵活性。 6 结语 综上所述， 如若加深村庄压下煤炭的开采深度， 势必会增 大村庄下的压煤数量， 此时如果没有有效的技术支持， 便无法 满足村庄下深部化的煤炭开采条件。所以， 为了更为科学合理 地解决 当前村庄下深部压煤开采中存在 的问题 ， 探 寻出一种新 的有效技术途径 已经成 为了一种 必然 。而 跳采全 采采煤 方法 则是完全针对于村庄下深部开采条件， 其核心是充分使用开采 沉陷的基本原理， 从而更为科学有效地解决村庄下深部压煤中 存在的各种问题。它的可行性主要体现在两个阶段 第一 阶 段 ， 针对开采的实际尺寸进行调整策略， 有效控制地表层因为 开采而出现的各种变形， 从而保护地表层上的各种建筑物； 第 二阶段， 对于开采的实际顺序进行优化处理 ， 从而使得开采对 于建筑物的损害降到最低， 最终实现为建筑物的安全性能提供 保障的目的。 参考文献 『 1 ] 戴华阳， 王金庄， 刘天新， 等． 村庄下深部压煤开采的技术 途径探讨 [ J ] ． 矿 山测量 ， 2 0 0 3 9 ． 『 2 ] 陈明． 村庄下深部压煤开采的技术探讨[ J ] ． 中国新技术 新产品 ， 2 0 1 3 8 ． 1 2 1