間續(xù)采煤技術(shù)在居民點(diǎn)松散分布條件下的應(yīng)用

宋卷英

摘 要：在居民點(diǎn)松散的采煤地區(qū)，進(jìn)行低下煤炭資源的開采，留設(shè)村莊保護(hù)煤柱將對(duì)大量的煤炭資源進(jìn)行壓占，尤其是在較深的煤炭埋藏區(qū)域，若是依舊以淺部煤層開采巖層與地表移動(dòng)參數(shù)指導(dǎo)，來(lái)對(duì)煤柱位置進(jìn)行留設(shè)，必然會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)“三下”壓煤量的擴(kuò)大。因此，將間續(xù)采煤技術(shù)應(yīng)用于居民點(diǎn)松散分布的開采煤炭中，會(huì)對(duì)地表變形量進(jìn)行有效地控制，并能夠使地表建筑物的損害程度得以減小，且對(duì)煤炭采出率及煤礦開采成本方面，有著積極的影響。

關(guān)鍵詞：間續(xù)采煤；居民的松散分布；應(yīng)用

在我國(guó)，存在較為突出的村莊壓煤情況，其對(duì)煤礦的正常生產(chǎn)工作有著直接性的影響。不僅會(huì)造成煤炭資源的重度浪費(fèi)，還會(huì)造成煤礦生產(chǎn)工作的緊張化，使得煤礦的生產(chǎn)產(chǎn)量急劇下降。所以，為了使村莊壓煤?jiǎn)栴}得以解決，必須以8～12m/a的速度來(lái)增加煤礦開采深度。文章就間續(xù)采煤技術(shù)在居民點(diǎn)松散分布條件下的應(yīng)用，從煤礦首采區(qū)地表村莊分布及其地質(zhì)采礦條件、留設(shè)村莊煤柱后的壓煤情況、間續(xù)開采技術(shù)及其應(yīng)用以及對(duì)建筑物的損害程度這四個(gè)方面進(jìn)行了具體的分析與研究，以供相關(guān)人士參考。

1 煤礦首采區(qū)村莊分布與其地質(zhì)采礦條件

文章的該礦井，位于某省某低山丘陵區(qū)，東低西高。黃土覆蓋的丘陵去在東半部，而西南區(qū)域則是井田的首采區(qū)。而地表上有三個(gè)自然村分布。則其煤礦首采區(qū)村莊分布的特點(diǎn)有：一是自然村有著較小的占地面積，同屬一個(gè)行政區(qū)；二是較為分散的居民地以及密度較小的房屋結(jié)構(gòu)，煤礦周圍的房屋都是按照當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)所建；三合適居民重建的位置點(diǎn)并不多。

在這種采區(qū)，其有著百分之百的可開采概率，雖然在煤層的可開采厚度方面，有著某些變化，但是也存在著一定的規(guī)律性可言。煤層的深部開采在煤層埋深550-800米之間。

2 留設(shè)村莊壓住煤柱的情況

針對(duì)煤柱的保護(hù)情況主要是對(duì)于留在井下的煤柱不予以開采，主要是為了將上方巖層內(nèi)部的煤柱與地表的保護(hù)對(duì)象結(jié)合起來(lái)，使其不再受對(duì)部分煤柱開采而造成的影響。留設(shè)煤柱的重要目的是，在煤層層面上，按照已熟知的地表移動(dòng)變形規(guī)律，將一個(gè)保護(hù)煤柱的邊界進(jìn)行圈定，并在此邊界外進(jìn)行回采，從而使需要保護(hù)的氛圍不再受到開采工作的影響?？蓱?yīng)該注意的是，留設(shè)煤柱必須要放棄對(duì)部分煤炭量的開采工作。

按照此開采地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)分布的狀況，一般要對(duì)其設(shè)置幾個(gè)保護(hù)煤柱的村莊，并且保證其中有三個(gè)面積是最小的。保護(hù)煤柱的村莊面積總共為0.557平方千米的保護(hù)煤柱面積，占此采區(qū)總面積的百分之三十一。且不規(guī)則形狀在煤柱范圍內(nèi)較為多見。使其外部對(duì)工作面的布置不利，因此，只能在工作面面積較小的區(qū)域進(jìn)行布置，這樣一來(lái)就會(huì)造成巷道開采工作量的加大，同時(shí)，在煤柱的凹陷處，會(huì)造成煤炭資源一直留在底下，就降低了其回采率。

在對(duì)留設(shè)村莊的煤柱進(jìn)行保護(hù)后，會(huì)使大量的資源造成浪費(fèi)，且會(huì)增加開采成本。加之，分布松散的地表建筑物，就造成了保護(hù)建筑物在村莊保護(hù)煤柱方面的密度與數(shù)量的減少。所以，開采此采區(qū)的最佳技術(shù)路徑并不是留設(shè)煤柱。如果在此采區(qū)利用條帶開采技術(shù)，則會(huì)出現(xiàn)低開采率的情況，且由于較小的保護(hù)煤柱范圍，也會(huì)造成對(duì)整個(gè)開采工作面的布局結(jié)構(gòu)的不利，所以，運(yùn)用條帶開采的方法是最佳可行的。而如果對(duì)該開采區(qū)域進(jìn)行全面的開采，其地表處發(fā)生的變形情況就會(huì)在其他工作面的周圍范圍內(nèi)出現(xiàn)，并伴隨整個(gè)工作面的開采進(jìn)度，也會(huì)造成周圍區(qū)域的不斷擴(kuò)大，從而對(duì)地表結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，并波及到各個(gè)開采角落，同時(shí)對(duì)建筑的安全造成危害。

3 間續(xù)開采技術(shù)的應(yīng)用程度

在對(duì)其開采建筑物深度下的煤炭資源時(shí)，可通過對(duì)不完全開采工作面對(duì)地表結(jié)構(gòu)變形較小的方法，將建筑下面的深部壓煤情況分為兩個(gè)階段進(jìn)行開采，第一個(gè)階段煤柱工作面之間的合理寬度進(jìn)行留設(shè)，使每個(gè)工作面之間形成相互聯(lián)系，結(jié)構(gòu)又不充分的開采工作面。首先，要對(duì)每一個(gè)工作面進(jìn)行回采，使地表與較小的變形區(qū)域形成統(tǒng)一的下沉盆地。第二階段是將相互間隔的煤柱進(jìn)行安全回采能夠得以實(shí)現(xiàn)，這就是間續(xù)開采技術(shù)的應(yīng)用。

在進(jìn)行第一階段的開采過程中，當(dāng)煤柱與開采區(qū)域之間的寬度之和小于0.95r時(shí)，出現(xiàn)很明顯的波浪下沉盆地結(jié)構(gòu)將在地表上不會(huì)出現(xiàn)。而當(dāng)對(duì)許多個(gè)完全不充分的工作面進(jìn)行開采時(shí)，要想使開采區(qū)域與煤柱之間的寬度之和為0.6r，這樣在地表下沉中心范圍內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)地表變形的情況得以出現(xiàn)。要將開采寬度與煤柱寬度之和與最優(yōu)值為0.6r，且最大值不要在0.95r以上，這樣才能保證極其不充分的對(duì)地表開采，不會(huì)出現(xiàn)波浪形結(jié)構(gòu)下沉的現(xiàn)象，且地表下沉中央的變形為零。在第一個(gè)開采階段內(nèi)，當(dāng)依次開采出三個(gè)工作面之后，就會(huì)造成上覆巖層下沉的現(xiàn)象更加完全，等過一段之間，待完全恢復(fù)穩(wěn)定后，在原先的采空區(qū)域內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)新的新的支撐巖柱得以形成，然后再予以開采其他幾個(gè)工作面。

4 間續(xù)開采對(duì)建筑物的損害

運(yùn)用條帶開采的技術(shù)就如同第一階段的開采，其能夠?qū)Φ乇淼囊苿?dòng)變形進(jìn)行有效的控制?，F(xiàn)今，研究條帶開采的理論已比較成熟，文章就此不再作詳細(xì)說(shuō)明。但是在不同于條帶開采方面，在對(duì)上覆巖層來(lái)壓進(jìn)行支撐外，間隔煤柱還能夠?qū)Ω鱾€(gè)開采工作面中不完全進(jìn)行充分開采的工作面劃分出來(lái)。按照極不充分的開采方法，必須要對(duì)兩個(gè)相鄰的采空區(qū)進(jìn)行分隔，使其成為獨(dú)立的采空區(qū)，且使下沉盆地在地表中得以統(tǒng)一形成。

而為了在地表上不再有波浪形的移動(dòng)變形的出現(xiàn)，三個(gè)采空區(qū)要將水平拉伸變形來(lái)抵消壓縮變形的一部分，從而使形成的移動(dòng)盆地較為平緩，從而將其對(duì)地表建筑物的損害程度得以降低。

在開采充分下沉后的第一階段，為了將該區(qū)域的支撐強(qiáng)度得以加大，并將其支撐效果得以增強(qiáng)，經(jīng)過壓實(shí)的采空區(qū)跨落巖石，可利用對(duì)壓實(shí)區(qū)從巷道內(nèi)灌注漿水的方法，來(lái)將其進(jìn)行加固，從而形成第二階段的間隔巖柱，使第二階段的上覆巖層的壓力得以支撐，并將第二階段的各個(gè)工作面中不完全進(jìn)行開采的工作面間隔成新的工作面。此外，需要注意的是，對(duì)第二階段的開采，也會(huì)使連續(xù)且平緩的下沉盆地在地表上形成。

在開采完畢第二階段后，要使上覆次關(guān)鍵層達(dá)到破裂現(xiàn)象，而此關(guān)鍵層出現(xiàn)破裂，主關(guān)鍵層為出現(xiàn)破裂。只是發(fā)生了彈性的形變，由幾個(gè)工作面的影響，其開采層的邊緣上方外出會(huì)發(fā)生彈性形變，而下沉區(qū)域會(huì)在中間出現(xiàn)且較為平坦，從而就可以避免對(duì)變形盆地中部的建筑物產(chǎn)生較大的損害。

在相對(duì)其穩(wěn)定的地表下沉期間，要及時(shí)加強(qiáng)首采區(qū)的地表結(jié)構(gòu)的調(diào)查與檢測(cè)。最終，在第一階段的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，由于地表的變化較小，可以降低建筑物的損害度；而進(jìn)行第二階段的開采后，居民區(qū)的建筑物，則有采動(dòng)損害出現(xiàn)。并通過計(jì)算表明，對(duì)地表的下沉進(jìn)行全面的開采，與階段性開采對(duì)地表下沉現(xiàn)象相比較，要比階段性的開采技術(shù)的變形程度大，所以，針對(duì)地表?yè)p害程度的減少方面來(lái)說(shuō)，階段開采技術(shù)更為適合。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章把居民點(diǎn)的房屋分布狀況，以及建筑物結(jié)構(gòu)較為密布的特點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來(lái)，針對(duì)其間續(xù)開采的方法對(duì)地下煤炭資源量的開采，從煤礦首采區(qū)村莊分布與其地質(zhì)采礦條件、留設(shè)村莊煤柱后的壓煤情況、間續(xù)開采技術(shù)與應(yīng)用、以及對(duì)建筑物的損害程度這四個(gè)方面，進(jìn)行了具體的分析與研究，并得出間續(xù)開采技術(shù)為全采救贖，采取可以分為不規(guī)則形狀，開拓巷道對(duì)增大工作量，對(duì)工作面布設(shè)不利等結(jié)論。以供相關(guān)人員參考。

參考文獻(xiàn)

[1]何榮，郭增長(zhǎng).間續(xù)開采技術(shù)在建筑物下深部開采中的應(yīng)用[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2009（4）.

[2]王相懷.井下采煤生產(chǎn)技術(shù)及采煤方法的選擇[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011（4）.

[3]李文昌，戴華陽(yáng).梧桐莊礦密集村莊下深部壓煤開采對(duì)策[J].煤炭工程，2008.

[4]戴華陽(yáng)，王金莊.非充分開采地表移動(dòng)預(yù)計(jì)模型[J].煤炭學(xué)報(bào)，2010（28）.