收稿日期:2003-01-30
作者简介:郭四新(1966-),男,广东揭阳人,1989年毕业于黑龙江矿业学院,采煤工程师,现任扎赉诺尔煤业公司铁北煤矿综采队副队长。
“三下”条带开采
郭四新,于德永
(扎赉诺尔煤业公司铁北煤矿,内蒙古满洲里 021412)
摘 要:根据传统“三下”采煤成本高,造成很多老矿井,浅部有大量“三下”压煤,深部受压层关系影响或井田边界限制,而面临矿井报废的状况,建议采用一种新的、经济的冒落条带开采方法,采出“三下”压煤,并对其实施依据,采宽与留宽设计尺寸等作了分析。
关键词:“三下”压煤;窄条带;冒落开采
中图分类号:TD823.6 文献标识码:B 文章编号:1671-749X(2003)02-0053-02
0 前言
很多老矿区,由于在建设之初缺乏周密的矿区规划,往往造成大量的建筑物下,通过矿区的自营铁路或国铁下,以及煤田表层水体下均可能压煤。传统的“三下”开采成本高,造成很多老矿井,浅部有大量的“三下”压煤,深部受压层关系影响或井田边界限制面临矿井报废。如果采用一种新的、经济的开采方法,将“三下”压煤开采出来,则将延长矿井寿命,于国家于企业都将大有益处。
1 冒落条带法开采的依据
开采“三下”压煤既要不搬迁,又要不破坏地面铁路、建筑物和水体,采用冒落条带法开采最为理想。这种开采方法的下沉系数较小(表1)。
表1 下沉系数表
顶板管理方式下沉系数冒
落法坚硬覆岩0.40～0.65中硬覆岩0.65～0.80软弱覆岩
0.80～1.00水沙充填0.10～0.22风力矸石充填0.30～0.45
采带式(冒落)0.12条带式(充填)
0.01～0.02
注:此表摘自《东北煤炭技术》1990年增刊第20页。
表1所列下沉系数与巷道布置、煤柱留设等有一定关系。部分矿井条带开采地表下沉值见表2。
表2 冒落条带法开采的地表下沉值
矿井
名称保护对象采宽/m
留宽/m
采深/m
采厚/m 地表最大下沉值/mm
蛟河矿市镇12～209～1160～110 1.039蛟河矿市镇
18～4213～17120～170
2.0297阜新平安一井工人村30～50
20
144
1.2～1.4168阜新平安六矿工人村60～6515～35100～200
2.0204河南王家岭矿村庄20～2810～1271 2.4800*四川南桐隧道3939140 4.9274鹤壁九矿
工人村
30
16
174
1.02.4
726
*有临采区叠加影响
注:表2摘自《东北煤炭技术》1990年增刊第5页。
从表1、表2可以看出,用冒落条带法开采其地表下沉值很小。如果实际采宽比表2所列的还要小,而相对的留宽(保护煤柱)较大的话,就能达到对地表没有任何影响的目的。例如在我们井下报废的一些木支护巷道(已经冒落的)、地表建筑物并没有受到任何影响。
2 冒落条带采宽与留宽设计尺寸
关于冒落条带采宽与留宽设计尺寸的原则,短时间(1～2a )地表不应该下沉。有关文章曾对软岩矿井巷道冒落形状描述为抛物线型,其方程为
B 2=8P H
式中 B ——巷道掘进宽度,m;
H ——冒落高度,m ;
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第2期 郭四新 于德永 “三下”条带开采
P ——岩性系数。
P 值视岩性的不同而不同。扎赉诺尔煤业公司西山矿软岩P 的统计值为0.38。
假如开采宽度“较小”,我们按一个“较宽的巷道”来计算其顶板冒落高度。若取冒落条带的安全系数为10,即冒高为开采深度的10倍。若开采深度为150～250m 。
则H =1/10×150～1/10×250=15～25m B =
8×0.38×(15-25)=6.7～8.7m
根据蛟河矿的经验(市镇下开采),采宽18～42m ,留宽13～17m ,采深120～170m ,采厚2.0m ,地表最大下沉值299m m (表2)。若扎煤公司的软岩矿井采宽定为6～8m(浅部6m,深部8m ),是其宽度的1/4左右,若留宽取平均值15m,那么开采后的地表下沉系数无疑将大为减小,乃至在短期内不下沉。开采后的大地剖面,就可能出现类似“石拱桥”的形状(图1)
。
图1 条带冒落开采后的预想剖面示意图
条带开采的巷道按前述论证采用集中的方式进行布置,即在集中运输巷和集中回风巷间布置“条带”,因“采宽”较小,故采用单巷布置,即“扒大窑”的方式回采。条带的长度按铺设一台运输机的长度安
排约为120m 左右。布置一个回采条带,一个备用
条带兼回风,还要有一个准备条带,这样直至整个盘区回采完毕(图2)
。
图2 盘区巷道布置示意图
生产过程为:在所掘的单巷两侧开邦,每侧2～3m (掘进巷道宽2m )架设支架,然后将采场的顶煤炮采放下,并用长柄工具回收一部分老塘煤。在一个条带的开采初期可用老塘通风,若采空区冒严,则采用局扇通风。一个条带的开采时间不得超过该煤层的自燃发火期。一个条带采完,即进行永久封闭,然后再采下一个条带。
3 几点注意事项
用条带冒落法回收煤炭在技术上是可行的,但仍需做试验。只有试验成功后才能付诸实施。
在生产过程中必须严格按设计尺寸组织生产。对于重要建筑物,如在楼房、铁路专用线下开采
时应在其下面均匀布置条带,一旦出现下沉时,能够保证均匀下沉,这样对建筑物不致于造成损坏。参考文献:
[1] 魏国栋.回采巷道围岩冒落形状与支护参数的确
定[J ].内蒙煤炭经济,1992.5.
陕北侏罗纪煤田
2003—2004年重点地质勘查项目正式启动
2003年5月8日,陕北侏罗纪煤田2003—2004年重点地质勘查项目合同签字暨开工典礼仪式,在榆神矿区曹家滩井田陕西省煤田地质局一八五队钻探施工现场隆重举行。陕西省投资公司、陕西省煤田地质局、榆林市发展计划委员会及各施工单位代表出席仪式。
该项目是根据陕西省政府的要求,由陕西省煤田地质局组织实施,项目包括陕北侏罗纪煤田榆横矿区小纪汗勘查区普查、详查;榆神矿区凉水井、香水河、马王庙、神府矿区袁家梁、青龙寺勘查区详查,郭家湾预留区详查;榆神矿区金鸡滩井田、曹家滩井田勘探(精查)等10个地质勘探工程,预获普查区资源量41.9亿吨,七个详查区资源量57.43亿吨,两个井田勘探区资源量53.82亿吨,要求2003～2004年完成,施工单位通过招标取得2003年先进行的六个勘查区地质勘探项目。陕北株罗纪煤田资源丰富,地质构造简单,煤质优良,适宜建设特大型高产高效矿井。为科学有序地开发煤炭资源,经陕西省煤田地质局充分论证、省政府决定由煤田地质局和陕西省投资公司共同出资,选择资源和开发条件较有利的十个勘查项目进行勘探工程。
该项目是陕西省政府加快煤向电转化、煤电向载能工业转化、煤油盐向化工产品转化的具体实施,是推进具有陕西特色的新型工业化道路的重大举措。对陕北能源重化工基地建设,开发榆神矿区优质煤炭资源,促进榆林经济发展,有重大的意义。 (拓宝生)
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陕 西 煤 炭 2003年
矿山留矿采矿技术流程 留矿采矿法的特点是：将阶段分成矿块，矿块再分为矿房和矿柱二次回采。矿房自下而上分层回采，每次崩落的矿石放出三分之一左右，其余的贮存于矿房中作为继续上采的工作台，待矿房采完以后再放出。 一、方法特点 留矿采矿法的特点是：将阶段分成矿块，矿块再分为矿房和矿柱二次回采。矿房自下而上分层回采，每次崩落的矿石放出三分之一左右，其余的贮存于矿房中作为继续上采的工作台，待矿房采完以后再放出。矿房采完后回采矿柱和处理采空区。 二、适用条件 留矿采矿法主要用来开采矿石和围岩稳固的矿体。矿体厚度虽不受限制，但超过5m时，技术经济效果不如深孔和中深孔落矿的阶段
矿房法，一般应用较少。矿体倾角：在薄矿脉中，一般要求不小于60°，在中厚矿体中，一般要求不小于55°。倾角越小，放矿越困难，粉矿损失和平场工作量也越大。由于矿房中贮存有大量矿石，贮存期往往长达1～3年，因此矿石和围岩不能具有自燃性、氧化性和结块性;高硫矿床，矿石有放射性等应慎重采用。 三、结构参数 在薄和极薄矿脉中，阶段高度大多数矿山采用40～50m;在矿脉倾角很陡(60°以上)、矿石和围岩很稳固、赋存要素较稳定的条件下，也有采用50～60m的;矿脉倾角在50°～60°左右、矿石和围岩稳固性较差、或者矿体产状有突变现象，则采用30～40m。顶柱厚3m左右;如果矿石品位高，上部回风巷道不需要保留，也可以不留。 底柱高度，一般在运输巷道顶板上留3～3.5m;如果围岩稳固，木材来源广泛，可以不留，而用坑木架设的假底代替底柱。漏斗间距，用木漏斗时，取4～6m;用振动出矿机时，取 6～7m。矿块长度一般为40～60m，也有采用100～120m的。如果围岩和矿石都很稳固，矿块中部布置一中央天井，两端布置顺路天井。矿房宽度一般与矿脉厚度一直，但不应小于0.8m。拉底空间的宽度不应小于1.2m，并应按次规格上采一分层，然后逐渐缩小到设计的采幅宽度。
稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 稀土精矿 稀土选矿 碱法生产线 酸法生产线 火法生产线 碳酸稀土 硫酸体系萃取 稀土合盐酸体系萃取
钕铁硼永磁体抛光 荧光粉磁致冷材料存贮光盘 稀土玻璃镍氢电池 钐钴永磁体 汽车尾气净化器永磁电机节能灯 风力发电机各种发光标牌电动汽车 电动核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机
独居石又名磷铈镧矿。化学成分及性质：（Ce，La，Y，Th）[PO4]。成分变化很大。矿物成分中稀土氧化物含量可达50～68%。类质同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。独居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4中。 晶体结构及形态：单斜晶系，斜方柱晶类。晶体成板状，晶面常有条纹，有时为柱、锥、粒状。 物理性质：呈黄褐色、棕色、红色，间或有绿色。半透明至透明。条痕白色或浅红黄色。具有强玻璃光泽。硬度5.0～5.5。性脆。比重4.9～5.5。电磁性中弱。在X射线下发绿光。在阴极射线下不发光。 生成状态：产在花岗岩及花岗伟晶岩中；稀有金属碳酸岩中；云英岩与石英岩中；云霞正长岩、长霓岩与碱性正长伟晶岩中；阿尔卑斯型脉中；混合岩中；及风化壳与砂矿中。 用途：主要用来提取稀土元素。 中国稀土矿床在地域分布上具有面广而又相对集中的特点。截止目前为止，地质工作者已在全国三分之二以上的省（区）发现上千处矿床、矿点和矿化产地，除内蒙古的白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山为稀土资源集中分布区外，山东、湖南、广西、云南、贵州、福建、浙江、湖北、河南、山西、辽宁、陕西、新疆等省区亦有稀土矿床发现，但是资源量要比矿化集中富集区少得多。全国稀土资源总量的98%分布在内蒙、江西、广东、四川、山东等地区，形成北、南、东、西的分布格局，并具有北轻南重的分布特点。 但是因为中国稀土占据着几个世界第一：储量占世界总储量的第一，尤其是在军事领域拥有重要意义且相对短缺的中重稀土；生产规模第一，
矿山开采技术发展趋势 摘要：一定时期内采矿技术的主要发展方向为：机械化大规模采矿、深井采矿、 溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。数字化矿山与智能开采将成为未来矿山开采的自然趋势。全面实现采矿的自动化，目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统，进行遥控开采，将可能在短期内实现。 关键词：采矿技术自动化趋势 前言 近些年来，全世界开采有用矿物总量约计200亿t，年递增率为4%～5%，其中硬岩约50亿t，由地下开采的矿量为10多亿t，主要是富矿和价值较高的有用矿物。从布局上看，有的矿山公司和钢铁联合企业的矿山几乎全是地下开采。总之，金属矿山地下开采在近期的矿山开采中仍将发挥重要的作用。随着全球性科学技术的突飞猛进，国内外地下采矿技术也发展很快，很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展。主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术装备有了很大的变化，均沿着高效率、高回采率和机械化的方向发展。采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高，损失、贫化指标大幅度降低。笔者就近几年来金属矿山地下采矿开采在采矿方法、深井开采、采矿装备三个方面现状作一介绍,并对今后的研究方向提出一点想法。 一、地下金属矿山采矿方法 现阶段采矿方法仍以充填采矿法、空场采矿法、崩落采矿法为主。对18个重点铁矿山统计, 崩落采矿法占94.1%，空场采矿法占5.9%。黄金矿山充填采矿法占31%，空场采矿法占65%，其它占4%。有色金属矿山空场采矿法占46.1%，充填采矿法占19.6%，崩落采矿法占34.3 %。从以上统计数据看，铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主，有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。地下采矿技术是取得科技成果最多的一个技术领域，近十多年来，地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速，崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。因而促进金属矿地下采矿技术得到迅速发展，使部分 矿山的工艺技术达到了国际先进水平。 （一）充填采矿法 我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 铜矿矿山开采方法 中国铜矿山开采主要是地下采矿和露天采矿。从目前开采的矿石量来看，地下采矿占44.6%，露天采矿占55.4%。 地下采矿，目前开采深度一般在300～800m，个别的达到1000m以上。其开拓方法，根据矿床的地形和矿体产状、规模和埋藏深度等，通常采用竖井开拓、平窿开拓、联合开拓和斜井等四种方法。主要矿山开拓方法： 中条山铜矿的胡家峪矿山南河沟坑口和桐木沟坑口均采用平窿、竖井联合开拓；篦子沟矿山669m标高以上为平窿溜井开拓，669m以下为平窿盲竖井开拓；铜矿峪矿山采用平窿、溜井、副竖井联合开拓。 铜陵地区铜矿的凤凰山采用单一混合竖井开拓；铜官山采用竖井、斜井、盲竖井和平窿开拓。大冶地区铜矿的铜录山Ⅲ、Ⅴ号矿体采用下盘中心竖井开拓；赤马山为平窿-竖井联合开拓；龙角山采用平窿与盲竖井开拓；丰岩穴采用下盘竖井和斜坡道开拓。 滇中地区铜矿，东川因民矿山采用平窿-竖井联合开拓，落雪矿山为平窿、溜井、辅助竖井开拓，滥泥坪矿山平窿、溜井、辅助斜井开拓。易门铜矿的狮山、凤山采用平窿-竖井联合开拓。牟定铜矿郝家河上部矿段用平窿盲斜井开拓，中部用箕斗斜井开拓。大姚铜矿的上部氧化带用平窿、溜井、辅助盲斜井联合开拓，下部硫化矿用箕斗竖井、溜井、石门、辅助盲斜井联合开拓。 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
浅谈条带开采方案优化设计 申世豹 （山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯煤矿，山东菏泽274700） 摘要：条带开采是“三下”采煤技术[1]中应用最为广泛的开采技术之一，是建筑物下采煤控制地表沉陷的主要开采措施，近几年由于村庄搬迁费用的不断提高和村庄搬迁新址征地困难等原因，部分矿区采用条带开采方式进行开采。在进行条带开采方案设计时，必须充分掌握矿区地表移动变形规律并随着矿井资料的积累逐步对矿井条带开采方案进行优化设计。 关健词：条带开采；地表移动；优化；方案设计；技术 条带开采法是一种通过部分开采从而控制上覆岩层和地表移动的方法，它是将被开采的煤层划分成比较正规的条带形状，采一条、留一条，使留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重叠，而地表仅产生较小的移动和变形。成功的条带开采后，地表产生单一的平缓的下沉盆地[2]，地表移动和变形分布规律与地下长壁全采时基本相似。 1 工程概况 某某煤矿位于山东省菏泽市郓城县境内，矿区面积约69.3293km2，煤炭保有资源储量35628.3万吨，可采储量13554.3万吨，矿井设计生产能力240万吨/年，设计服务年限52.4年。采用立井开拓方式，中央并列抽出式通风，生产水平为-808m。 2 条带开采尺寸的设计方法 2.1条带开采尺寸设计原则 合理确定条带开采尺寸是条带开采能否取得成功的关键。在进行条带开采尺寸设计时，应遵守以下原则[3]： 2.1.1强度稳定性。在进行条带开采时，首先应保证所留设的条带煤柱的强度大于实际承受的载荷，使煤柱具有长期的稳定性。 2.1.2抗滑稳定性。采用走向条带开采回采倾斜煤层时，随着煤层倾角的增大，其条带煤柱向下山方向产生滑移的可能性增大，因而需要对条带煤柱的抗滑稳定性进行分析。 2.1.3变形可控性。条带开采的目的就是为了保护地面建筑物，使其避免受开采的影响，因此在进行条带开采尺寸设计时，应根据建筑物的质量和保护要求，确定一个合理的地表变形值，并使得条带开采后地表出现的变形值小于该合理变形值。 2.2条带采宽的确定方法 传统的条带开采宽度设计方法大多是采用经验方法确定。一般认为，采出条带宽度达到采深H的1/3时，地表会出现波浪形下沉盆地；为了保证条带开采后地表出现单一平缓的下沉盆地，采出条带宽度必须小于1/3采深，通常为H/3～H/8（H为最小开采深度）。根据国内外大量的条带开采实例表明，按此设计原则，当回采率在40～60%时效果较好，大多取得了成功。 据近年来的对岩层运动的关键层理论和采动岩体动态力学模拟研究成果：在煤系岩层中，由于成岩时间和矿物成分不同，使各岩层厚度和力学性质等方面总存在着不同程度的差别。一些较为坚硬的厚岩层在采动岩体的变形和破坏中起主要控制作用，它们以某种力学结构（破断前为连续梁，破断后为砌体梁等）支承上部岩层，而它们的破断又直接影响岩层移动和地表沉陷程度。这种在岩层运动中起主要控制作用的岩层称为关键岩层。关键岩层的断裂将导致上部岩层产生整体性剧烈运动。 在条带开采设计中，若设计的条带煤柱有足够的稳定性，则采出条带的宽度将直接影响上覆岩层移动的剧烈程度和地表沉陷与变形量的大小。因此在建筑物下条带采煤时，合理设计采出条带宽度，保证覆岩中主要关键岩层不破断，并限制其弯曲变形量，可有效地控制地表沉陷和变形量。特别是在厚表土层条件下，开采条带的宽度实际上决定了地表移动变形的大小，而地表移动量大小受地表移动关键控制层（关键层）决定的，因而采宽的确定取决于地表移动关键控制层特征。 根据目前的理论及现场实践得出，采宽b 的选择要小于采深H的1/3时，地表不出现波浪状下沉盆地，一般取 () 0.1~0.25 b H = 式中， b—采宽，m； H—采深，m； 同时，具体确定采宽留宽尺寸时，有时还要考虑顶板来压情况。
深井近距煤层覆岩特性与上行开采技术研究 项目研究报告 1 上行开采研究的必要性与技术思路 1.1 上行开采的国内外研究现状 上行开采是煤矿生产必须解决的重要课题。在某些地质及开采技术条件下，上行开采在安全、开采技术及提高经济效益等方面具有独特作用，可以解决下行开采无法从根本上解决的重要问题，能消除下行开采所产生的一些缺点。因此，合理地运用上行开采有着极其重要的意义。 我国自70年代末期开始关注和试验上行开采问题，并逐渐积累了很多宝贵的经验。采用上行开采方式，在开采解放层确保矿井安全生产、上下煤层配采达到矿井设计能力、上行开采提高矿井产量和经济效益、复采采空区上方遗留煤层解放呆滞煤量等方面发挥了重要作用。前苏联库兹巴斯矿区采用上行开采方式提高矿井生产能力，波兰在建筑物及铁路下采煤时，有时也采用上行开采方式，两国都积累了上行开采的实践经验。 国内外在上行开采的研究及应用方面，其主要成果是关于上行开采层间距、上行开采主要影响因素方面，并在缓倾斜、倾斜及急倾斜煤层中试验与应用上行开采。对上行开采层间距的认识有：比值法、三带判别法、数理统计分析法、围岩平衡法。 上行开采的一系列理论与技术问题急待进行深入的研究与试验。在理论上，没有研究揭示上行开采覆岩特性，如覆岩裂隙发育规律、覆岩结构分带规律、深井高地压近距离煤层上行开采的岩层结构平衡条件等上行开采的核心理论问题；在技术与方法上没有针对深井高地压的特点，研究提供上行开采的基本层间距判别方法、层间距与上行开采效果的关系、上行开采层间距的区间划分，还不能有效地解决深井近距煤层上行开采可行程度的判别问题；在研究与应用领域上，还不能分析及预测复合顶板煤层上行开采可行性。总之，现有的经验判别方法，理论基础不足、结果偏于保守、不能判别上行开采可行程度、不能适应深井高地压及复合顶板的上行开采可行性分析。需要进行深入研究，在上行开采理论基础与技术方法上取得突破。
采矿方式主要为露天、坑下开采。有色金属矿山地下开采方式按地压控制方式，分为空场法、充填法、崩落法三大类，以空场法、充填法具多。 1.空场采矿法 根据矿块或矿壁的结构不同与回采作业的特点，空场采矿法可分为全面采矿法、房柱采矿法、阶段矿房采矿法等。 ????（1）全面采矿法主要是用于水平和缓倾斜矿床的开采。其特点是回采工作面沿矿床走向或倾斜方向全面推进，整层回采。在回采时将矿体内所夹废石或贫矿石留下来，根据需要堆成矿柱来支撑采空区顶板。 ?????该法优点是生产能力大，采准切割工作量较少，采矿成本低，采场通风好，能在采场处理废矿石。但采场顶板暴露面积大，容易发生大面积冒顶。只适用于水平或缓斜，矿石与顶板稳固，矿石品位分布不均匀或有夹石层的矿床，矿床厚度不大于5～7米。 ????（2）房柱留矿法主要是用于水平和缓倾斜矿床的开采。其特点是在矿块内矿柱和矿房交替布置，回采矿床时留下规则的，不连续或连续的带状矿柱，以此支撑采采区顶板。 ?????该法优点主要是采准切割工作量小，工序简单，各工艺可以平行作业，通风及作业条件好，但回收率低，用于矿石和围岩稳定的倾角小于40°的矿床。 ?????（3）分段采矿法、阶段矿房采矿法主要用于急倾斜、厚度大的矿床开采。矿房沿矿体走向或垂直方向布置，用深孔、扇形炮眼爆破落矿，由下部漏斗柱阶段平巷放矿。主要用于围岩稳固，矿石较稳固、矿体厚度在8～?20米，倾角大于矿石的自然安息角，且矿体内夹石少，矿体与围岩接触线明显的矿床。 2.充填采矿法 随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法。有时还用支架与充填料相配合，以维护采空区。充填采空区的目的，主要是利用所形成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防有自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向充填采矿法又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。 （1）单层充填采矿法。此法适用于缓倾斜薄矿体，在矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向、一次按矿体全厚回采，随工作面的推进、有计划地用水力或胶结充填采空区， 以控制顶板崩落。 （2）（2）上向水平分层充填采矿法。此法一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。回采矿房时，自下向上水平分层进行，随着工作面向上推 进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为 上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运至溜井中。 矿房采到最上面分层时，进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或全阶段采空后， 再进行回采。矿房的充填方法，可用干式充填、水力充填或胶结充填。 （3）(3)上向倾斜分层充填采矿法。这种方法与上向水平分层充填法的区别是，用倾斜分层回采，在采场内矿石和充填料的搬动主要靠重力。这种方法只能用干式充填。 （4）(4)下向分层充填采矿法。这种方法适用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固，矿石品位很高或价值很高的有色金属或稀有金属矿体。这种采矿方法的实质是 从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护
开采技术 建筑物下条带开采采留宽度分析 聂卫平1 ,唐 征2 ,刘小燕 3 (1 河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454000;2 大峪沟矿务局红旗煤业有限责任公司,河南巩义451271; 3 西安电子科技大学经济管理学院,陕西西安710071) [摘 要] 对鹤壁一矿寺湾井建筑物下条带开采采留宽度进行分析,采用多种方法相互比较校核,确定其采留宽度分别为20m,30m 时,煤柱的安全系数及煤炭采出率为最佳。 [关键词] 条带开采;采留宽度;煤柱;采空区[中图分类号]TD823 6 [文献标识码]B [文章编号]1006-6225(2007)01-0031-02 M i n ing and P illarW idth Analysis of StripeM ining under Buildings [收稿日期]2006-09-18 [作者简介]聂卫平(1982-),男,江西临川市人,硕士研究生,主要研究方向岩层移动及控制。 1 寺湾井东翼开采条件及条带工作面布置 寺湾井井田范围内表土层平均厚度7 5m ,其下为二迭系山西统地层及石炭系太原统地层。下夹 煤组属于石炭系太原统含煤系,上距二迭系山西统大煤底板135~140m ,下距奥陶系灰岩40m 左右。下夹下煤(即一1 1煤)为主采煤层,煤层近东西走向,南部上边界采深大约100m,北部下边界采深约220m 。煤层及地层详见图1。 寺湾井东翼建筑物下开采煤层均厚2 4m,平均采深162m,煤层倾角7 6~12 6 ,平均8 9 ,为缓倾斜煤层。从整个采区的布局及地面建筑物分布等因素综合考虑,按倾斜条带布置工作面。2 条带开采采留宽度设计 条带开采后地表下沉盆地的形成是由于条带煤柱压入底板、岩柱压缩、承重岩层压缩、煤柱压缩和条带上覆岩梁挠曲共同作用形成的。煤柱不仅起到支撑上覆岩层的作用,还起到采动后的地表形态的协调作用,当煤柱留设宽度和采出条带宽度不协调时,地表就会出现波浪形的下沉,可能给建筑物造成不利的影响。 根据上述分析,寺湾井东翼建筑物下条带开采,采用3种理论分析和方法对条带开采的采留宽度进行计算,然后相互比较校核。2 1 压力拱理论 压力拱理论是由北英格兰开采支护委员会提出的,主要用于沉陷控制。该理论认为:由于采空区上方压力拱的形成,上覆岩层的负载只有很少一部分作用到直接顶板上, 其他部分的覆岩重量会向采 图1 寺湾井东翼地层综合柱状 面两侧的实体煤区(拱脚)转移。如下图2 所示。 图2 压力拱宽度示意压力拱的内宽L PA 主要受上覆岩层厚度,即采深H 的影响,压力拱的外宽L PB 则受覆岩内部组合 31 第12卷第1期(总第74期) 2007年2月煤 矿 开 采CoalM i n i ng T echno l ogy V o1 12N o 1(Ser i es N o 74) February 2007
条带开采冒落区注浆充填工艺的理论研究王磊（01110023）王庆月（01110024）王崧玮（01110025） （中国矿业大学矿业工程学院采矿11-1班江苏徐州） 摘要：条带开采和充填开采既是建筑物下压煤开采的常用技术途径,又是煤矿绿色开采技术体系的重要组成部分。但前者受回收率低的制约,后者受成本高、工艺复杂等因素的影响,限制了两者在煤矿的应用。为此,组合两者优点,基于关键层理论和煤矿绿色开采理念,提出了条带开采冒落区注浆充填减沉新技术。本论文对其基础理论问题进行了分析研究，分析了我国条带开采冒落区充填开采技术现状 ,提出充填开采方法将是资源与环境友好开采的好途径。通过查阅相关实验数据，认为充填开采要推广须进行部分充填、可控制性下沉理论研究 , 在减少充填材料消耗的同时 , 尽可能降低充填工艺对回采的影响 , 并使地表下沉在合理的范围内,从而为充填设计提供理论指导;同时要研发充填材料与装备,如输送机，充填支架等。 关键词：条带开采绿色开采冒落区注浆充填覆岩移动 正文：如何合理地解决建筑物下压煤开采问题一直是困扰我国煤矿企业的重要课题之一，对于村庄密集的东部矿区而言，这一问题显得尤为突出．近年来，许多学者为之开展了大量研究，提出许多新的建筑物下煤层开采技术．本文涉及的条带开采垮落区注浆充填技术，是综合条带开采与垮落区充填的优点而提出的一种全新的建筑物下压煤开采技术思路．该技术思路是否可行，关键在于解决以下问题：充填材料在煤层顶板垮落之后才注入，充填料能否有效发挥减沉作用，其减沉作用机理是什么?迄今为止，针对条带开采垮落区注浆充填的减沉作用机理尚无有效的研究手段和方法，主要问题在于：由于条带煤层采出、顶板垮落、注浆充填、充填体承载、上覆岩层下沉等过程及其复杂，很难对其进行室内模拟、理论分析和现场实测．因此，本文只能通过相关实验数据，对条带开采冒落区注浆充填工艺进行简单的理论分析，以及对该采煤方法的一些展望。 一. 条带开采垮落区注浆充填的概念 （1）技术思路条带开采垮落区注浆充填技术的思路(图1)：在建筑物压煤条带开采的情况下，通过地面或井下钻孔对采出条带已垮落采空区实施注浆充填，充填破碎矸石空隙，加固破碎岩石，使得采出条带垮落区重新发挥承载作用，有效地减轻了留设煤柱及其上方一定范围内岩柱上所承受的载荷，使得煤岩柱的压缩变形减小，从而减缓覆岩移动向地表的传播，减小地表移动变形值；同时利用充填材料与垮落区内矸石形成的共同承载体来缩短留设条带的宽度，以达到提高资源采出率和降低充填成本的目的．
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回采工作面采煤方法 正规回采工作面是指必须保持至少2个畅通的安全出口，一个通到回风巷道，另一个通到进风巷道的采煤工作面； 非正规回采工作面是指不能形成全负压通风系统而采用局部通风机送风采煤的工作面。 一、正规采煤方法 包括壁式采煤法、台阶式采煤法、伪倾斜柔性掩护支架采煤法。 1、壁式采煤法 回采工作面沿走向推进，在推采过程中始终保持工作面的一端与进风巷相连，另一端与回风巷相通的全风压通风的回采工作面。根据煤层厚度、倾角不同，其进回风巷布置方式不同，又分为一次采全高、倾斜分层、斜切分层、水平分层四种双出口壁式工作面。详见如下平剖面图： 双引巷壁式工作面平面图
2、台阶式采煤法 在开采急倾斜薄及中厚煤层时，为了防止或缓冲煤矸及物料快速滚落，便于行人，将工作面沿倾斜分成若干个台阶的回采工作面。包括正台阶采煤法和倒台阶采煤法。巷道布 置及采面形状详见如下平面图： 倒台阶采煤法
正台阶采煤法 3、伪倾斜柔性掩护支架采煤法 在开采急倾斜薄及中厚煤层时，为了调节工作面坡度，工作面布置成伪倾斜并用柔性掩护支架隔离采空区，在掩护支架下进行采煤，工作面沿走向推进。包括平板型掩护支架和多边形掩护支架，如下图示： 柔性掩护支架平面布置图
二、受条件限制的非正规采煤方法 1、单引巷壁式采煤法 回采工作面用杠子的方式推进，受煤层赋存条件的限制，只能布置一条引巷，采用局扇送风的回采工作面。包括一次采全高的缓倾斜、倾斜工作面；由于煤层变厚而形成局部双引巷的刀把式工作面；急倾斜厚煤层分层开采等单引巷 短壁工作面。如下图示：
2、条带式采煤法 在开采急倾斜不稳定煤层时，沿走向方向用水平或倾斜巷道相隔一定的距离（3～5m），将煤层分成若干个条带，采用放炮方式将巷道顶部煤层放落的采煤方法。如下图示： 条带式采煤工作面示意图 三、禁止采用非正规采煤方法的工作面条件
矿产资源开采行业 市场主体应知事项告知单 矿产资源开采行业市场主体从事生产经营活动除需依法办理营业执照外，还应根据具体经营范围分别办理以下事项： 一、采矿许可证 （一）法律、法规依据 1、《中华人民共和国矿产资源法》 2、《矿产资源开采登记管理办法》 3、《江苏省矿产资源管理条例》 （二）申请人须达到的条件、标准和要求 设立矿山企业，必须符合国家规定的资质条件，并依照法律和国家有关规定，由审批机关对其矿区范围、矿山设计或者开采方案、生产条件、安全措施和环境保护措施等进行审查；审查合格的，方予批准。 （三）办理流程 1、申请：直接到窗口申请或邮寄申请 2、受理：收到申请材料当场或5个工作日内完成申请材料的受理工作。材料可当场更正的，允许当场更正。不属于许可范畴或不属于本机关职权范围的，不予受理，出具《不予受理通知书》。告知申请人向有关部门申请。申请材料齐全、符合法定形式，或者申请人按照本行政机关的要求提交全部补正申请材料的，出具《受理通知书》。材料不齐全或者不符合法定形式的，当场或5个工作日内退回材料，出具一次性《补正通知书》。
3、审查：行政机关发现行政许可事项直接关系他人重大利益的，应告知利害关系人。申请人和利害关系人有权进行陈述和申辩，行政机关应当听取申请人和利害关系人的意见。行政许可直接涉及申请人与他人之间重大利益关系的，行政机关应告知申请人、利害关系人享有要求听证的权利；依法要求听证的，行政机关应当组织听证。 4、决定：依法在受理后9个工作日内作出许可或不予许可的决定。作出不予许可决定的，书面说明理由，并告知申请人依法申请复议、提起行政诉讼的权利。作出准予许可决定的，按规定标准收费，颁发采矿许可证，并在网站公开。 （四）提交材料 1、划定矿区范围批复与矿区范围图（以1：10000地形地质图为地图）； 2、矿山地质环境保护与治理恢复方案及其审查意见； 3、占用矿产资源储量登记书或地热及矿泉水矿产资源储量登记书； 4、储量报告(地质勘查报告)及评审备案证明； 5、采矿权申请报告； 6、开采矿产资源的环境影响评价报告； 7、矿产资源开发利用方案及其审查意见和备案证明； 8、采矿权申请人资质条件证明（资金、设备及技术人员明细材料）； 9、采矿权评估报告书及备案证明（需要缴纳采矿权价款的）； 10、土地复垦方案及其审查意见（指固体矿产）； 11、审批机关认为需提交的其他资料。 （五）其他
上行顺序开采的可行性判别 （1）比值判别法 下部为单一煤层开采，利用式（3.20）进行计算，当下部多煤层开采，利用式（3.21）进行计算。 H K M = （3.20） 12 1 11Z K K K = + （3.21） （2）“三带”判别法 工作面推进过后，采空区上覆岩层垮落或破断或产生裂隙，在垂直方向上形成了垮落带、裂隙带以及弯曲下沉带。根据煤层所处的位置可以有效判断其破碎程度，从而判别上行开拓布置的可行性，即“三带”判别法。一般情况下，上、下煤层之间距离小于垮落带高度时，则无法进行上行开拓；上、下煤层之间距离处于裂隙带范围内，可根据煤层破坏程度采用一定安全防护办法，即可进行上行开拓；上、下煤层之间距离处于弯曲下沉带范围，煤层随整体下沉移动，基本不受破坏，上行开拓效果良好。一般情况下不同岩层受采动破坏形成的“三带”有所差异，其中垮落带高度H m 可按经验公式计算。 覆岩岩性（单向抗压强度及主要岩石的名称）/MPa 垮落带高度/m 坚硬（40～80）石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾 岩 5.2161.2100±+=∑∑M M H m 中硬（20～40） 砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩 2.2197.4100±+= ∑∑M M H m 软弱（10～20） 泥岩、泥质灰岩 5.132 2.6100±+= ∑∑M M H m 极软弱（<10）铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土 2.1630.7100±+= ∑∑M M H m 注：∑M ——累计采厚，单层采厚1～3 m ，累计采厚不超过15 m ，号项为中误差。 煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或具夹层时，裂隙带最大高度l i H 可按下表中的公式计算。
露天煤矿开采技术与未来 发展趋势 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
我国露天煤矿开采技术与未来发展趋势 作者：高鹏飞马骁史磊 来源：《科学与财富》2016年第19期 摘要：本文介绍了国内露天煤矿开采现状，探讨了露天煤矿开采技术装备以及未来的发展趋势。 关键词：露天开采，大型化，集中化 1 露天开采技术概述 露天采矿是指利用一定的采掘运输设备，在敞露的空间从事开采作业，已经广泛用于开采煤炭、金属矿、冶金辅助原料建筑材料及化工原料等矿床。当今世界95%以上的能源和80%以上的工业原料都来自矿产资源。我国铁矿石90%，有色金属矿石52%，化学原料矿石%，建材矿石近100%采用露天开采方式，煤炭虽然是我国的主要能源，但露天开采比重不足10%。 目前已建成或正在改扩建的千万吨露天煤矿有准格尔黑岱沟露天煤矿（a），宝日希勒一号露天煤矿（a）、魏家峁露天煤矿（一期a，二期）、白音华三号露天煤矿（a）、锡林浩特胜利东二号露天煤矿（a）、神华新疆准东露天煤矿（a）和新疆帐篷沟露天煤矿（a）等。 经过多年的发展，我国煤炭矿山的露天开采工艺有： （一）间断开采工艺。有单斗—铁道开采工艺、单斗—卡车开采工艺等。 （二）半连续开采工艺。有单斗—卡车—半固定破碎机—带式输送机开采工艺、单斗—移动式破碎机—带式输送机开采工艺等。 （三）连续开采工艺。轮斗—带式输送机—推土机开采工艺。 （四）拉斗铲倒堆开采工艺。 （五）综合开采工艺。 根据煤炭工业发展“十二五”规划，到2015年，全国煤炭生产能力将达到41亿吨/年，煤炭产量控制在39亿吨/年左右，其中露天煤矿生产能力将达到8亿吨/年，千万吨级矿井（露天）达到60处，我国煤炭露天开采将进入新的发展阶段。 2 我国露天煤矿开采的技术现状 我国露天煤矿经过了半个多世纪的发展，已进入了大型化、集中化、现代化的新时代。尤其是引进国外先进的露天采矿设备以及计算机技术的广泛应用，大大提高了露天煤矿开采的效率。 开采方式
第八章条带采煤法的应用 第一节概述 条带采煤法早就应用到煤矿生产中了，国外，如英国、苏联、波兰等国，在建筑物下开采时，用条带采煤法均获得良好的效果。 我国自1957年以来，在抚顺、阜新、南桐、蛟河、鹤壁、淄博等矿区的建筑物下及铁路隧道下，用条带采煤法进行开采，同样也获得良好效果。 在不能搬迁又不便加固维修的密集建筑物下（如城镇、工厂、乡村）以及需要保护的文物古迹下采煤时，可采取适当的开采措施来保护建筑物。面条带采煤法正是实现密集建筑物群下安全开采的重要措施之一。 一、条带开采的类型 条带采煤法（简称条采）属于局部开采，其实质是在开采范围内，沿一定的方向划分条带，采出一条，保留一条，相间排列。依靠保留的条带煤柱支撑上复岩层的荷载，以控制岩层的运动，使地表移动变形保持在允许范围以内，达到保护建筑物的目的。 1、走向条带与倾斜条带 走向条带：沿煤层倾斜方向划分条带，条带煤柱沿走向留设，采出条带的采面沿走向推进。一般适用于煤层倾角较小的缓倾斜煤层，倾角大时，走向条带煤柱稳定性较差。 倾斜条带：沿煤层走向划分条带。条带煤柱沿倾斜方向留设，在缓倾斜及倾斜煤层中，采出条带的采煤工作面可以沿走向方向推进，
在近水平煤层中，也可以沿倾斜方向推进。 在设计条带开采时，除根据上述煤层赋存条件确定采用走向条带或倾斜条带外，还可以从走向条带与倾斜条带的巷道工程量构成加以分析。 图8-1所示相当于一个开采块段，令其走向长度为D3，倾斜长度为D1，留设宽a，采宽为b，而且D3和D1除以（a+b）都得以整数，则两者的工程量对比如下表所示。 图8-1 走向条带与倾斜条带工程量构成 条带布置方式巷道工程量对比表 从上表可以看出，倾斜条带开切眼工程量为走向条带的D3/b倍，而其顺槽的工程量为走向条带的（a+b）/D1。通过比较，可知得D1/(a+b)≥2时，走向条带工程量总是大于倾斜条带的工程量，但是走向条带采煤法又具有搬家次数少的优点，所以确定哪种方法，要根据煤层赋
第六章开采技术条件 第一节开拓方式及煤层顶底板条件 一、矿井开拓方式 唐山矿采用立斜井分阶段采区前进式开拓方式。阶段高度分别为：11水平以上各水平间距分别约为60 m；11水平至12水平间距约100 m；12水平至13水平间距约120 m；13水平至14水平间距约150 m。 矿井为单翼多水平阶段石门开采，现有生产及延伸水平为：11、12、13、14水平，矿井最深开拓深度为-950 m。主要生产区域有：南翼11水平、12水平，北翼12水平，以及铁路煤柱一采区、二采区、三采区。 二、煤层顶底板条件 1．煤层的岩石学性质 （1）5煤 顶板：本煤层伪顶在老生产区厚 1.5～2 m，其它区域厚0.14～0.31 m，均为深灰色泥岩。直接顶板为条带状灰色粉砂岩到中粒砂岩，较坚硬。伪顶与直接顶之间有一层薄煤，致使煤层伪顶极易冒落。而直接顶与老顶之间则无明显界面，一般为一渐变过程。顶板有冲刷的区域，可造成老顶直接顶与煤层直接接触。 底板：5煤直接底板为砂质泥岩或粉砂岩，厚度一般不大于1 m，坚硬，含较多的植物根化石。其下为细、中粒砂岩作为煤层的老底，具明显的微波状层理，质地坚硬、较脆。 （2）6煤 顶板：深灰色泥岩，性脆、断口边缘锐利，含黄褐色似结核浸染体或扁豆状结核体，厚度2～5 m，是井田的标志层之一。 底板：灰色-褐灰色泥岩，局部显砂质，含细长植物根化石，富滑面，垂直层面的节理较发育、易碎。 （3）8煤 根据多年的资料表明，由于成煤期井田范围内的沉积环境差异，致使8、9煤出现分叉与合并现象，表现在煤层上就是，合并区为一特厚煤层，分叉区则分为独立的两个煤层，即8煤层和9煤层。从沉积学角度看，唐山矿范围内的
2．金属非金属地下矿山采矿方法 根据矿石回采过程中采场管理方法的不同，金属非金属矿山地下采矿方法可分为空场采 矿法、充填采矿法和崩落采矿法等。 1）空场采矿法 空场采矿法在回采过程中，采空区主要依靠暂留或永久残留的矿柱进行支撑，采空区始终是空着的，一般在矿石和围岩很稳固时采用。根据回采时矿块结构的不同与回采作业特点，空场采矿法又可分为全面采矿法、房柱采矿法、留矿采矿活、分段矿房法和阶段矿房法等。 （1）全面采矿法。在薄和中厚的矿石和围岩均稳固的缓倾斜（倾角一般小于30°）矿体中，应用全面采矿法。该方法的特点是：工作面沿矿体走向或倾向全面推进，在回采过程中将矿体中的夹石或贫矿留下，呈不规则的矿柱以维护采空区，这些矿柱一般作永久损失， 不进行回采。 （2）房柱采矿法。房柱采矿法用于开采水平和倾斜的矿体，在矿块或采空区矿房和矿柱交替布置，回采矿房时，留连续的或间断的规则矿柱，以维护顶块岩石。它比全面采矿法适用范围广，不仅能回采薄矿体，而且可以回采厚和极厚矿体。矿石和围岩均稳固的水平和缓倾斜矿体，是这种采矿方法应用的基本条件。 （3）留矿采矿法。工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上作业，自下而上分层回采，每次采下的矿石靠自重放出1/3左右，其余暂留在矿房中作为继续上采的工作台。矿房全部回采后，暂留在矿房中的矿石再行大量放出，即大量放矿。这种采矿方法适用于开采矿石和围岩稳固、矿石无自燃性、破碎后不结块的急倾斜矿床。 （4）分阶段矿房法。分阶段矿房法是按矿块的垂直方向，再划分为若干分段；在每个分段水平布置矿房和矿柱，中分段采下的矿石分别从各分段的出矿巷道运出。分段矿房回采结束后，可立即回采本分段的矿柱并同时处理采空区。 （5）阶段矿房法。阶段矿房法是用深孔回采矿房的空场采矿法。根据落矿方式的不同又可分为水平深孔阶段矿房法和垂直深孔阶段矿房法。前者要求在矿房底部进行拉底，后者除拉底外，有的还需在矿房的全高开出垂直切割槽。 2）崩落采矿法 崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法，即随着崩落矿石，强制（或自然）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压。主要包括单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、 阶段崩落法。 （1）单层崩落法。单层崩落法主要用来开采顶板岩石不稳固、厚度一般小于3m的缓倾斜矿层。将阶段矿层划分成矿块，矿块回采工作按矿体全厚沿走向推进。当回采工作面推进一定距离后，除保留回采工作所需的空间外，有计划地回收支柱并崩落采空区的顶板，用崩落顶板岩石充填采空区，以控制顶板压力。按工作面形式可分为长壁式崩落法、短壁式崩 落法和进路式崩落法。
收稿日期:2003-01-30 作者简介:郭四新(1966-),男,广东揭阳人,1989年毕业于黑龙江矿业学院,采煤工程师,现任扎赉诺尔煤业公司铁北煤矿综采队副队长。 “三下”条带开采 郭四新,于德永 (扎赉诺尔煤业公司铁北煤矿,内蒙古满洲里 021412) 摘 要:根据传统“三下”采煤成本高,造成很多老矿井,浅部有大量“三下”压煤,深部受压层关系影响或井田边界限制,而面临矿井报废的状况,建议采用一种新的、经济的冒落条带开采方法,采出“三下”压煤,并对其实施依据,采宽与留宽设计尺寸等作了分析。 关键词:“三下”压煤;窄条带;冒落开采 中图分类号:TD823.6 文献标识码:B 文章编号:1671-749X(2003)02-0053-02 0 前言 很多老矿区,由于在建设之初缺乏周密的矿区规划,往往造成大量的建筑物下,通过矿区的自营铁路或国铁下,以及煤田表层水体下均可能压煤。传统的“三下”开采成本高,造成很多老矿井,浅部有大量的“三下”压煤,深部受压层关系影响或井田边界限制面临矿井报废。如果采用一种新的、经济的开采方法,将“三下”压煤开采出来,则将延长矿井寿命,于国家于企业都将大有益处。 1 冒落条带法开采的依据 开采“三下”压煤既要不搬迁,又要不破坏地面铁路、建筑物和水体,采用冒落条带法开采最为理想。这种开采方法的下沉系数较小(表1)。 表1 下沉系数表 顶板管理方式下沉系数冒 落法坚硬覆岩0.40～0.65中硬覆岩0.65～0.80软弱覆岩 0.80～1.00水沙充填0.10～0.22风力矸石充填0.30～0.45 采带式(冒落)0.12条带式(充填) 0.01～0.02 注:此表摘自《东北煤炭技术》1990年增刊第20页。 表1所列下沉系数与巷道布置、煤柱留设等有一定关系。部分矿井条带开采地表下沉值见表2。 表2 冒落条带法开采的地表下沉值 矿井 名称保护对象采宽/m 留宽/m 采深/m 采厚/m 地表最大下沉值/mm 蛟河矿市镇12～209～1160～110 1.039蛟河矿市镇 18～4213～17120～170 2.0297阜新平安一井工人村30～50 20 144 1.2～1.4168阜新平安六矿工人村60～6515～35100～200 2.0204河南王家岭矿村庄20～2810～1271 2.4800*四川南桐隧道3939140 4.9274鹤壁九矿 工人村 30 16 174 1.02.4 726 *有临采区叠加影响 注:表2摘自《东北煤炭技术》1990年增刊第5页。 从表1、表2可以看出,用冒落条带法开采其地表下沉值很小。如果实际采宽比表2所列的还要小,而相对的留宽(保护煤柱)较大的话,就能达到对地表没有任何影响的目的。例如在我们井下报废的一些木支护巷道(已经冒落的)、地表建筑物并没有受到任何影响。 2 冒落条带采宽与留宽设计尺寸 关于冒落条带采宽与留宽设计尺寸的原则,短时间(1～2a )地表不应该下沉。有关文章曾对软岩矿井巷道冒落形状描述为抛物线型,其方程为 B 2=8P H 式中 B ——巷道掘进宽度,m; H ——冒落高度,m ; 53 第2期 郭四新 于德永 “三下”条带开采
孤岛工作面、条带开采的危害 及应对措施 一、孤岛工作面开采 （一）孤岛工作面开采的危害 孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点，两巷及两端头煤体受采动及相邻采空区残余应力双重影响，巷道围岩松动圈较大、压力显现更为明显，围岩变形速度较大变形严重。采动过程中工作面两巷围岩会处于流变状态，并且受到高应力作用而加剧变形，严重威胁人员出入和机械设备的正常运转；一定条件下，采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷，形成大面积片帮，严重时会造成支架压死、设备损坏，挤出的煤体会封堵工作面出口，同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。另外，回采速度对围岩变形的影响较大，推进度越快,工作面底鼓和两帮移近量越小;推进度越慢,工作面底鼓和两帮移近量越大。 （二）采取的针对性解决措施 在不得已要形成孤岛工作面并进行开采时，针对上述危害，应采取以下措施： 一是加大超前支护范围，增加超前支护范围内的支护密度,加大巷道卧底量。
二是加强工作面顶板的超前管理，主要是掘进期间超前加大锚网索支护强度，使用加长锚索，使之能够伸入到巷道围岩松动圈以外，增加顶板的自身悬吊能力；回采时在距工作面一定范围内超前加打点柱、木垛、工字钢棚等加强支护。 三是对材料巷自工作面向外一定范围内的巷帮进行扩帮,以增加巷道宽度保证工作面设备的拉移。 四是对运输巷超前一定范围内进行卧底，以保证回风断面和人行道高度。 五是加强生产环节管理，保证工作面外围系统的通畅，加强工作面设备检修，提高开机率，加快工作面推进度，尽量减少采动压力对两巷的影响。 六是加强工作面及两巷的应力监测，摸清应力分布状况，发现应力异常及时采取卸压措施。 二、条带开采 （一）条带开采的危害 条带开采分为充填条采与冒落条采，主要缺点是回采率低（一般为50%～60%），掘进率高，开采工艺复杂，效率低。在具体应用过程中，留宽过大，采出率低，留宽过小，煤柱易遭破坏；采宽过大，地表可能出现不均匀下沉，对保护建筑物不利，采宽过小，则回采率低。根据我国条带开采的经验，采出率大于70%时，会引起地表较大的移动与变形，顶板极坚硬时，甚至可能引起大面积一次性突然跨落，危害极