建筑物水体铁路_建筑物及水体下的采煤技术现状分析
时间：2019-06-01 03:29:21 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：随着改革开放的不断深入及加快，煤炭开采技术也在不断地飞速发展。对于建筑物及水体下煤炭资源进行开采具有十分重要的作用，能够极大地丰富我国煤炭资源储备量及开采量。从20世纪60年代开始我国就已经开始了对建筑物下采煤的研究。研究分析建筑物、水体下采煤技术的现状具有非常重要的指导意义。
关键词：建筑物下采煤；水体下采煤；煤柱
中图分类号：TD823文献标识码：A文章编号：1673-9671-(2012)042-0122-02
通过对保护井上建筑物的措施，离层注浆、协调开采、三步法、条带开采以及充填开采等主要建筑物下采煤方法进行总结，分析建筑物、水体下采煤技术的现状并对该项技术的发展趋势做出展望，以期在生产实践中发挥更为重要的作用。
1建筑物下采煤技术现状
对建筑物下采煤技术的试验研究在我国早在20世纪60年代就开始了，不间断的实践和研究使得建筑物下采煤技术在这50余年的时间里得到了飞速的发展。建筑物下压煤的情况在我国最大的存贮量为村庄下压煤，且具有较突出的问题存在，工业广场压煤其次，民用建筑物下和其他工业压煤最次。
1.1搬迁建筑物采煤
指将开采影响区内的建筑物全部迁出，之后正常开采才开始进行，作为最常用的方法之一，搬迁建筑物采煤法一般用来解决建筑物下采煤的相关问题。但由于在大部分矿区内，将来不受开采影响或即刻开采并不会产生影响的土地少之又少，加之传统观念对于群众搬迁态度的影响，难以选定村庄的搬迁新址。尤其是目前日益紧张的土地资源，大幅地增加了建筑物搬迁的费用，从而间接增加了建筑物搬迁的难度。
1.2不搬迁村庄全部开采技术
井下措施主要有多工作面包括间歇开采、分层开采以及联合开采等。对峰峰矿区辛寺庄进行建筑物下采煤时，联合开采的规模达到了七个工作面。工作面联合推进开采的方法可以仅仅使动态变形的微弱影响作用到村庄，效果使各方都极为满意。对于中及薄煤层的开采比较适用该方法，对采区进行合理布置，使地表动态变形的影响，主要作用在位于采空区中央的建筑物上。
1.3不迁村就地重建抗变形新村
具有中国特色的建筑物下采煤技术即是这种不迁村就地重建。当较大强度的开采工程在质量较差的煤层及村庄建筑物上进行时，开采过后将会严重破坏大部分的建筑物，在经济上极为不划算的补偿办法是进行条带开采或是采取维修加固措施，因此，对建筑物进行原地重建抗变形的处理。这种处理办法在湖南娄底地区资江煤矿和平顶山大庄煤矿以及阳泉矿区等多地实际应用，效果较好，树立了几个典型的实例，为不迁村就地重建法在我国实际应用树立了良好的借鉴榜样。
1.4离层注浆减沉技术
在近几年所提出来的一种新方法即是离层注浆减沉技术。该方法在我国部分矿区进行的试验非常成功，地表下沉量在采用该方法以后仅为原下沉量的40%~70%。当离层注浆方案以大范围岩层控制为目的时，如下几个问题需要进行研究：对地址采矿的条件进行分析，对产生离层的发展动态和可能性进行判断；设计注浆时，内容包括充填体强度、充填时间、材料选择、设备类型选择以及设计注浆孔等；同时需要保证选用稳定长期性能较好的充填体；分析下沉的效果，观测下沉情况。离层注浆充填首先能够对下位岩层进行挤压，形成较为密实的下位岩层，同时离层下覆岩层会受到来自地面高压注浆所产生的压力，压密下部的孔隙和离层；其次，岩石会因为离层注浆充填时浆液中的水而引起膨胀，使有效空间得以减少，当膨胀岩作为坚硬岩层的下部时，岩石体积会因浆液中的水而发生增大的改变；再次，离层注浆充填可以对上覆岩体形成支撑，使机构稳定，当强度足够时，充填体即成为了支撑体用以支撑上覆岩层；最后，覆岩的位移量会因为离层空间被直接充填而减少。作为一种全新的方法，在我国的大部分矿区尚未广泛应用离层注浆减沉技术，还有很多关于实践方法和指导理论的问题需要解决。但不可否认的是，不断完善和提高的离层注浆减沉技术会逐渐得到更大范围内的推广及应用。
1.5国外建筑物下采煤技术现状
波兰是开展“三下”采煤国家中，开采时间较长、经验较为丰富和技术手段较为多样和实用的国家。水砂充填条带式曾是保安煤柱主要采用的开采法之一，只有不超过60%的资源回收率。20世纪70年代以后，大面积协调开采法得到了大力推广，水砂充填法被部分取代。当数个煤层在矿区相邻时，工作面的布置计划要协调统一，开采要在大面积上连续、同时进行，从而相互抵开采对地表产生的压缩变形和拉伸变形。其目的是使地表不会因被破坏而产生均匀下沉。当出现断层时，要保持垂直衔接断层两侧，开采必须适量，禁止少采或多采。波兰主要采取以下的建筑物保护措施：设置变形缝，每12 m~15 m在建筑物上设置一道变形缝，可将地表水平变形和不均匀沉降造成的影响减轻；设钢筋混凝土上锚固板，使整体基础强度较高，当地表水平变形达到
12 mm/m~15 mm/m时设置；为使建筑物整体刚度提高，设置钢筋混凝土锚固拉杆；通过挖掘变形补偿沟，将地表压缩变形吸
收掉。
2水体下采煤技术现状
水体下采煤技术在国内外已经拥有了1个多世纪的发展历史，各个国家的试验开采工作在本国的采场下、充水巷道、人工修建的蓄水工业建筑物下、含税岩层和松散层、湖泊下、河流下以及海下大量进行，其中海下采煤技术的成功应用在澳大利亚、智利、加拿大、日本以及英国都有着实际的范例，且上述国家各自以本国实际为根据，制定了相关规定与规程。早在1968年英国矿业局就颁布了海下采煤条例，对采煤方法、煤层采厚以及覆岩的厚度和组成等作出了具体规定；日本进行海下采煤时多大11个矿井，采取严密的防治措施杜绝海下采煤的水患，禁止与允许开采的规定，以针对冲积层的赋存厚度和组成的安全规程为根据；在20世纪70年代，前苏联针对导水裂隙带高度进行确定的方法，出版了相关指南，水体下开采的规程在1981年颁布实施，安全采深的最终确定是以覆岩中黏土层重复采动、煤厚以及厚度等条件的变化为依据的。我国地大物博，丰富的煤炭资源不仅蕴藏在山区、丘陵和平原等内陆地区，同时压煤量在水体下也颇具规模。河下、湖泊下以及其他水体下采煤技术已经在我国得到了极其丰富的积累，在该项技术处于领先地位的国家中我国位居其中。20世纪60至80年代，为适应水体下采煤技术的急迫需求，大量开展用专门的观测孔，对开采带水裂隙带高度进行研究，并根据观测孔中水的漏失量和水位变化等方法，提出了区分无效和有效导水裂隙的方法。试验性研究工作同时进行，尤其加快发展了相似材料模拟技术。以裂缝高度试验研究和现场观测资料为基础，我国许多矿区将岩体强度类型和煤层采出厚度相结合，总结出在不同覆岩类型条件下，裂高和煤层采出冒高与厚度相关关系式，使实际生产得到了理论和技术上的有效指导。自20世纪80年代以来，为适应不断增长的国民经济对能源的需求，相继开始了开发和建设了许多水体下积压煤炭资源工作。对于水体下采煤技术的专题性研究在我国取得了许多突破：1）是更先进的理论，将计算机技术、现代测试技术、流变力学、弹塑性力学、断裂力学、损伤力学以及现代统计数学等多项理论引入其中；2）更为广泛的研究内容，包括岩体结构、水文地质特征、底层岩性以及地质构造在内的地质条件作为研究重点的同时，对原岩应力场与覆岩移动变形的关系也进行了广泛的研究，以时间效应和岩体力学特性为研究基础，动态分析裂隙带的演变过程；3）是更为先进的研究方法，将数值模拟和物理模拟方法引入研究引入到水体下采煤技术的研究中，覆岩的破坏和移动变形现象不再是影响研究深度的局限，同时对导水裂隙带的形成机理的探讨，改为从覆岩变形的影响因素以及破坏过程上入手，预测是以此为基础的。1985年制定的关于对水体下煤炭资源开采的规程，进一步推动了该项技术的发展和实际应用。
3结束语
建筑物、水体下煤炭资源的开采，对我国的煤炭储备量具有非常重要的意义和深远的影响，因此应该不断地研究和发展开采技术。对于建筑物下的采煤技术在我国已经得到了飞速的发展，该项技术也比较成熟。同时水体下采煤技术也得到了高度重视，虽然经验并不丰富，但随着不断的投入和研究，相信水体下采煤技术会实现快速发展，为我国煤炭行业提供极为丰富的水体煤炭资源。
参考文献
[1]钱鸣高,徐家林,缪协兴.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报,2003,32(4):
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[2]邹友峰,邓喀中,马伟民.矿山开采沉陷工程[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.
