“三下”采煤技术探析

杨炳瑞

(山西兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司,山西晋城 048003)

“三下”采煤技术探析

杨炳瑞

(山西兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司,山西晋城 048003)

在建筑物下、铁路下、水体下采煤务必具有相应的条件，并且应当实施不一样的技术，以及确保建筑物、铁路和水体的安全。为此，本文了论述了“三下”采煤技术，对今后煤矿企业开展“三下”采煤工作具有一定的借鉴意义。

采煤技术 建筑物 铁路 水体

目前，据不完全统计，我国国有大中型矿井“三下”压煤量达到140万亿吨以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60%以上，水体下(包括承压废岩水上)压煤占28%左右，铁路下压煤占12%左右，然而，到目前为止，我国仅有“三下”采出的煤炭约有10亿吨，只占整个“三下”压煤量的7%左右。随着一些大中型煤矿开采时间的增长及其地表乡镇企业和农村住宅的建设和扩展，目前，已有很大一部分矿井已无较为正规完整的采区可供开采，造成很多矿井有储量而无法大规模开采的局面。而有些矿井强行开采(不管对地表的影响)，有些矿井因采掘接替协调顺序不对进行开采，引起对地表设施的大量或不该有的损坏，造成巨大的经济损失和紧张的工农关系，严重影响了煤矿企业的生产和经济效益。从目前调查看，很多矿井都面临着“三下”压煤问题，这些“三下”压煤量目前占矿井储量的10-15%，个别矿井甚至更多。因此，如何逐步开采“三下”压煤，或如何规划矿井的采掘接替顺序，把对地表的影响控制在最低限度；或者如何搭配开采“三下”压煤，有计划地控制逐年的采动损害赔偿；或者以经济效益为第一要素采用一些特殊的开采方法，在不影响地表建(构)筑物的前提下部分开采出一些“三下”压煤量。这些都是目前煤炭企业已经面临而且必须研究解决的问题。本文重点论述“三下”采煤技术。

1 建筑物下的采煤技术

第一，在采掘非常关键的建筑物下面的时候，能够实施分层采高或限制煤层的策略，要么是使得分层层数或采掘煤层减少。在回采位置尽量地确保回采的干净，在一定要残留煤柱的时候，需要尽量地确保煤柱宽度在0．25r以下。

第二，在高敏感建筑物下采掘的时候，能够实施条带采掘，要么是通过充填矸石和水砂等技术对顶板进行管理。需要坚持的原则是：在采掘厚煤层分层或近距离煤层的时候，以及在通过充填方式对顶板进行管理的时候，需要遵循上行采掘的顺序；在对厚煤层分层或近距离煤层群进行采掘的时候，需要上下对齐每一层的保留条带煤柱，尽量地避免在条带煤柱当中穿巷，针对不容易冒落的直接顶板需要进行强制性地放顶，确保条带煤柱位置的状态是三向应力的；采出条带宽度需要确保地表不会发生波浪形的下沉盆地；所有的带煤柱需要具备较强的稳定性与强度，能够对下覆岩层足以支撑。

第三，在关键建筑物与密集型建筑群下采煤，且较难在采煤之前加固建筑物的情况下，能够实施多个工种面或长工作面共同采掘的全柱式采掘技术，要么是对采掘边界和工作位置进行科学地安排，使得建筑物处在沉盆地的中央位置，从而使得采掘边界处的地表变形减少。

2 铁路下的采煤技术

第一，地表变形叠加的减少与消除。通过协同采掘、顺序采掘，以及无煤柱完全采掘，能够使得地表变形叠加减少与消除，进而使得地表变形对铁路的影响减少。

第二，减少地表的下沉。实施全部充填技术是为了使得地表下沉减少，这是非常有效的，再者通过条带与柱式的采掘，如果借助长壁采煤技术，应当具备充足的采厚与采深比。

第三，工作面的科学安排。需要在铁路的正下方安排工作面，且尽可能地使铁路纵向方向和工作推进方向是一致的，以使铁路位于移动盆地的主要断面上，防止线路的横向变形。

第四，避免地表下沉的突然性。铁路下面存在浅部煤层或处在煤层露头的位置，对它的积水、填实等状况进行检查；煤层上部存在石灰岩层、老空区的时候，需要借助注浆法和充填等对空间进行填实以及排水，进而避免采掘对地表的下沉产生影响。对急斜煤层采掘的时候，将充足的煤柱留设在露头位置，避免抽冒上部的煤柱。对厚煤层采掘的时候，需要进行分层地采掘，且将第一、二分层的厚度减少一些。在坚硬的顶板处，实施人工强制放顶技术，进而避免面积较大的冒顶出现。

3 水体下的采煤技术

第一，在基岩含水层或采空区积水采煤的时候，要么是会碰到充水断层破碎带的时候，需要借助钻孔、巷道或孔和巷道相统一的技术，首先是探放、疏降水，然后再进行采掘。

第二，需要重视监测采空区与水威胁工作面的水情，以及及时地分析与观测水位、水质、水量的动态情况；预计地表水以及采空区的积水区范围、采空区附近井巷会发生的突水通道，实施一定的策略，合理地选用避灾线路。

第三，在强含水层、石灰岩岩溶水土、地表面水体采掘的时候，需要将稳定的防水闸门设置在采取间，以及对排水的容量与能力进行加大。

第四，在采掘倾角是55度——90度煤层的时候，需要实施分阶段间歇性的回采技术，并且使得回采面的走向长度增大。通常第一、二小阶段垂高需要在20m以下。在回采的时候，不允许超限。

第五，在采掘倾角小于55度时且仅仅留设防塌煤岩柱或防砂安全煤岩柱的厚煤层，需要实施的采煤技术是倾斜分层长壁式，且尽量地使得第一、二分层的采高减少，以及使得分层间采掘的间歇时间增加。

4 结语

总之，“三下”采煤技术是一项集多领域、多专业为一体的综合性工程技术，虽然已经取得了大量理论和技术成果，成功地采出了不少滞留的煤炭资源，积累了丰富的经验，但是由于地下条件的复杂性和多变性，很多方面尚待进一步探索，如覆岩移动与破坏的控制技术、覆岩动态破坏规律的理论研究，防治水技术的发展与完善，回采工作面涌水量的预计、探测水平的提高，新工艺条件下的“三下”采煤技术的探索等。因此，需要多学科、多专业、多方面的共同努力，才能进一步带动该领域的快速发展，从而适应煤炭行业对“三下”开采的迫切需求。所以说在建筑物下、铁路下，以及水体下的采煤，都需要在事前、事中和事后实施合理的技术策略，以确保煤矿的安全性和采煤的有序性。

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[4]张华兴,李金柱.提高条带开采法采出率的方法研究[J].煤炭科学技术,1997，25(3):1-3．

杨炳瑞(1978-),男,汉族,山西晋城人,现在山西兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司从事采矿技术与管理工作,采煤助理工程师。