淺析建筑物下采煤技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及安全生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對能源的需求量也隨之增大。煤炭作為主要能源之一，被大量地開采。然而，在我國“三下”（建筑物下、鐵路下以及水體下）采煤量中，采煤量最大的是在建筑物下，本文就對建筑物下采煤技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的分析，并且在此基礎(chǔ)上，對我國建筑物下采煤技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，希望同行業(yè)相關(guān)人士共同探討。

關(guān)鍵詞：建筑物下采煤 研究現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

0 引言

近年來，我國建筑物下采煤技術(shù)問題引起社會社會的廣泛關(guān)注，當(dāng)從地下開采出煤炭后，其上方覆蓋巖層就會失去支撐，繼而破壞巖體內(nèi)部的固有應(yīng)力平衡，導(dǎo)致采空區(qū)附近的巖體產(chǎn)生變形。而采空區(qū)面積達(dá)到特定范圍后，就會在其上方地表形成變形，從而影響建筑物的基礎(chǔ)，嚴(yán)重情況下，會產(chǎn)生破壞的情況。本文著重對“三下”采煤技術(shù)中的建筑物采煤技術(shù)進(jìn)行了分析和展望。

1 我國建筑物下采煤技術(shù)現(xiàn)狀分析

國外研究建筑物下壓煤開采較早的國家有英國、俄羅斯、波蘭以及德國，而建筑物下開采技術(shù)處在世界領(lǐng)先地位的當(dāng)屬波蘭。在國內(nèi)，前期主要是學(xué)習(xí)并引進(jìn)外國的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對于建筑物下采煤的研究工作主要是對一些礦區(qū)進(jìn)行建筑物下采煤試驗(yàn)，獲得了寶貴經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)大量文獻(xiàn)與豐富經(jīng)驗(yàn)表明建筑物的抗變形能力與地表的水平變形值的大小決定了建筑物下采煤的破壞程度，所以，對于建筑物下采煤而言，我們應(yīng)按照建筑物受力情況、建筑物結(jié)構(gòu)等采取適當(dāng)?shù)牟擅杭夹g(shù)，對建筑物選取合理的結(jié)構(gòu)保護(hù)措施。當(dāng)前，我國建筑物下采煤主要有：①房柱式開采：在開采煤層中掘進(jìn)一系列寬是五到七米的煤房，以巷道聯(lián)通中間，形成寬度不等的長條形煤柱。在設(shè)計(jì)煤柱時(shí)，不僅要節(jié)約資源，能夠按照需求進(jìn)行煤柱回收，而且煤柱應(yīng)具有特定的穩(wěn)定性，確保足夠的強(qiáng)度去支撐頂板。②協(xié)調(diào)開采法：通過合理安置開采順序以及工作面，以對部分地表變形進(jìn)行抵消，進(jìn)而保護(hù)地表建筑，是避免地表變形的一種有效的措施。③充填開采法：在煤炭開采工作面后方采空區(qū)用填充材料進(jìn)行上覆巖層支撐，例如：粉煤灰、矸石或者睡砂，從而減少地表環(huán)境受到的損壞程度。當(dāng)前，長臂石膏體結(jié)合矸石充填與巷柱式開采填充是我國主要的兩種填充方式。實(shí)踐顯示，充填開采能夠在很大程度上降低開采對地表建筑的損害，減輕地表沉降的程度。④條帶開采：劃分開采煤層區(qū)域，使之成為線性區(qū)域，間隔采留，從而確保部分條帶式的煤對上覆巖層進(jìn)行支撐，實(shí)現(xiàn)保護(hù)地面建筑物，回收部分煤炭。此外，還有離層注漿開采、間歇開采、擇優(yōu)開采等建筑物下采煤方法。在此，不再一一闡述。

2 我國建筑物下采煤技術(shù)的發(fā)展趨勢展望

2.1 矸石充填開采技術(shù)是今后建筑物下采煤方法的重點(diǎn)發(fā)展方向 盡管水砂充填能夠有效的降低地表下沉量，進(jìn)而保護(hù)地面建筑物，可是，鑒于水砂充填需要大量的砂子，一定程度上加大了噸煤成本。僅從這一點(diǎn)而言，我們用盡量減少或不采用水砂充填。而矸石充填能夠?qū)⒚旱V生產(chǎn)中的矸石充填至井下，達(dá)到地表不堆矸石山，井上沒有矸石的目標(biāo)，同時(shí)，我們能夠采用矸石獲取煤炭資源，這樣也就實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)中矸石的綜合治理，并且取得巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)技術(shù)可謂矸石處理及合理利用的新思路，給建筑物下采煤提供了新途徑。矸石充填不僅降低了矸石的排放量，達(dá)到綠色開采煤礦的目的，而且也提高了建筑物下煤礦開采的才出率。

2.2 結(jié)合采煤方法同抗樓房變形技術(shù)是建筑物下采煤的發(fā)展趨勢 我們在建筑物下采煤的時(shí)候，倘若單單依據(jù)采礦措施，就不可以完全的消除建筑受到地表變形的影響。基于此，可以建抗變形房以便更好的避免建筑物受到的影響。我國采取的諸如村莊下部分開采以及就地重建抗變形房將是建筑物下采煤的發(fā)展趨勢。同異地搬遷比較，原地重建能夠降低由于村莊的搬遷征地進(jìn)而給企業(yè)帶來壓力，尤其是可以消除耕地保護(hù)欲建設(shè)用地之間的矛盾。另外，采取抗變形房技術(shù)對村莊規(guī)劃同我國構(gòu)建社會主義新農(nóng)村的方向一致，繼而提高居民的生活質(zhì)量。

2.3 建筑物下采煤中需要突破條帶開采技術(shù) 在諸多有效的開采技術(shù)中，條帶開采法不僅是成熟的傳統(tǒng)方法，而且是我國目前在建筑物下采煤對地表變形與移動進(jìn)行控制的最為有效的方式。近年來，我國學(xué)者對如何改善條帶開采做出了努力探索，同時(shí)獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和豐富的成果。汲取充填開采巖層移動、控制地表下沉以及條帶開采的優(yōu)點(diǎn)，最大程度上運(yùn)用覆層結(jié)構(gòu)控制巖層變形，采取荷載置換原理控制上覆巖層，提出三步法開采新方法，即“小條帶開采-注漿充填固結(jié)采空區(qū)-剩余條帶開采”，控制地表下沉與巖層位移，從而提高煤炭的回采率。

2.4 離層注漿減沉技術(shù)有較大的發(fā)展空間 在我國，離層注漿減沉技術(shù)并未獲得廣泛的應(yīng)用，因?yàn)槿杂兄T多的理論與實(shí)踐問題需要進(jìn)一步解決。但是，這并不影響此技術(shù)方法的推廣和應(yīng)用，我們應(yīng)在建筑物下采煤中應(yīng)用覆巖離層注漿減沉技術(shù)，在其中去不斷地完善與改進(jìn)。近些年，離層注漿同大條帶間歇開采結(jié)合在一起，應(yīng)用于建筑物下煤礦開采，這樣能夠解決一系列建筑物下采煤難題，例如：減少工作面搬家次數(shù)和加大煤炭開采工作面長度等等。

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