[科普中國]-三下采煤

三下采煤是建筑物下、鐵路下和水體下采煤方法的統(tǒng)稱。

概述在煤礦生產(chǎn)過程中，一般都在建筑物下、鐵路下、水體下保留煤柱不采，這不僅造成大量煤炭資源的積壓，而且造成礦井不能合理進行開采，尤其是埋藏深、煤層層數(shù)多的礦區(qū)，壓煤量相當(dāng)驚人。隨著煤炭資源的不斷開發(fā)和開采技術(shù)的不斷提高，“三下”采煤技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，已由在個別建筑物及小型水體下開采，發(fā)展到能在大片建筑群和大面積水體下開采；由只能用充填法開采，發(fā)展到能用陷落法開采；由用條帶法、房柱法開采，發(fā)展到全面開采；由建筑物下單個T作面的小塊回采，發(fā)展到階梯狀多個工作面的大面積全柱回采；由按上下層順序開采，發(fā)展到擇優(yōu)開采。1

建筑物下采煤技術(shù)(1)建筑物下采煤必須具備的基本條件。建筑物下采煤對建筑物必須產(chǎn)生一定的影響。建筑物受開采影響的破壞程度，取決于水平變形值的大小和建筑物本身抵抗變形的能力。因此，進行建筑物下采煤時，必須按開采設(shè)計并利用地表移動和變形參數(shù)資料進行地表移動和變形預(yù)計，掌握地面建筑物的現(xiàn)狀，預(yù)計可能遭到的破壞程度。

(2)建筑物下采煤可采取的技術(shù)措施。

①在密集建筑群或重要建筑物下開采，并難以在采前對建筑物采取加固措施時，可采用長T作面或多個工作面聯(lián)合開采的全柱式開采方法或合理布置工作位置、開采邊界，使建筑物位于下沉盆地中央部位，減小開采邊界附近地表變形。

②高敏感建筑物下開采時，可采用條帶開采或水砂充填、矸石充填等方法管理頂板。應(yīng)遵守下列規(guī)則：A．任一條帶煤柱應(yīng)有足夠的強度和穩(wěn)定性，足以支撐下覆巖層的載荷；B．采出條帶寬度應(yīng)限制在不使地表出現(xiàn)波浪形下沉盆地；C．當(dāng)開采近距離煤層群或厚煤層分層時，各層的保留條帶煤柱應(yīng)上下對齊，盡可能不在條帶煤柱中穿切巷道；D．對堅硬的直接頂板不易冒落時，應(yīng)采取強制放頂，使條帶煤柱處于三向應(yīng)力狀態(tài)；E．近距離煤層或厚煤層分層開采，采用充填法管理頂板時，應(yīng)采用上行開采順序。

③在特別重要的建筑物下采煤時，可采取限制煤層或分層采高的措施，或減少開采煤層或分層層數(shù)等方法。在建筑物下采煤時，在回采區(qū)應(yīng)盡可能干凈回采，必須殘留煤柱時，煤柱的寬度應(yīng)盡可能小。1

水體下采煤技術(shù)(1)水體下采煤的條件要求。水體下采煤的條件要求是：開采后受影響的采區(qū)和礦井涌水量不超過其排水能力，不影響正常生產(chǎn)。因此，當(dāng)開采煤層上覆水體時，必須留設(shè)安全煤巖柱，確定允許的開采上限標(biāo)高。安全煤巖柱應(yīng)按煤層上覆水體的類型不同，按下述要求留設(shè)。

①當(dāng)開采煤層上方地表直接為湖泊、江河等水體，不允許導(dǎo)水裂縫帶波及水體，必須留設(shè)防水安全煤巖柱。

②當(dāng)開采煤層上方地表為松散弱含水層或是已疏降的松散強含水層時，允許導(dǎo)水裂帶波及這類水體，但不允許冒落帶接近它。這時，可留設(shè)防砂安全煤巖柱。其高度應(yīng)大于或等于冒落帶高度加上保護層厚度。

③開采煤層上方地表為松散弱含水層或是疏干的松散含水層，當(dāng)允許冒落帶接近松散層底部時，可留設(shè)防塌煤巖柱，其高度應(yīng)近似等于冒落帶高度。

(2)水體下采煤的主要開采技術(shù)。

①當(dāng)開采傾角小于55。并只留設(shè)了防砂安全煤巖柱(或防塌煤巖柱)的厚煤層時，應(yīng)采用傾斜分層長壁式采煤方法，并盡可能減少第一、二分層的采高，增加分層之間開采的間歇時間。

②當(dāng)開采傾角為55?！?0。的煤層時，應(yīng)采用分小階段間歇回采措施，同時加大回采工作面的走向長度。第～、二小階段的垂高一般應(yīng)不大于20m?；夭蓵r嚴禁超限開采。如煤層頂?shù)装鍘r層堅硬不易冒落時，宜采取強制分段切斷頂?shù)装宓拇胧?，以防抽冒、切冒?/p>

③在地表面水體、石灰?guī)r巖溶水體或強含水層下采煤時，應(yīng)在開采水平、采區(qū)之間留設(shè)隔離煤柱或建立可靠的防水閘門(墻)，適當(dāng)?shù)丶哟笈潘芰腿萘俊?/p>

④在水體下采煤時，應(yīng)對受水威脅的工作面和采空區(qū)的水情加強監(jiān)測，對水量、水質(zhì)和水位動態(tài)等進行系統(tǒng)觀測及時分析；對采區(qū)周圍井巷、采空區(qū)及地表的積水區(qū)范圍和可能發(fā)生的突水通道作出預(yù)計，采取相應(yīng)的措施，正確選擇安全避災(zāi)路線。

⑤在采空區(qū)積水和基巖含水層下采煤，或可能遇到充水?dāng)鄬悠扑閹r，應(yīng)采用巷道、鉆孔或巷道與孔結(jié)合的方法先探放、疏降水后開采。1

鐵路下采煤技術(shù)(1)鐵路下采煤必須具備的基本條件。鐵路下采煤的原則是：不影響列車的安全運行和采煤的安全進行。因此，在各項指標(biāo)符合“有關(guān)規(guī)定的采深與分層單層或分層的采厚、鐵路等級”的要求，或本礦有成功的經(jīng)驗和可能的數(shù)據(jù)時，方允許在鐵路下采用全面陷落法進行采煤或試采。但冒落帶的高度必須小于基巖厚度，開采傾斜煤層時，如果鐵路橫過煤層露頭或附近應(yīng)采取相應(yīng)措施，保證地表不出現(xiàn)下沉。

(2)鐵路下采煤在地面應(yīng)采取的安全措施。

①成立維修隊伍，專門負責(zé)這一區(qū)段線路的維修工作。準備充足的維修材料，尤其是道碴和軌枕。

②按地表移動和變形預(yù)計結(jié)果加寬路基，以便及時填下沉路基，保持其穩(wěn)定性。采前，要加強線路上部建筑，使線路狀況符合《鐵路工務(wù)規(guī)則》的要求，并在預(yù)計移動較大區(qū)段增設(shè)防爬器、軌距拉桿或軌撐。

③開采后，加強對線路的巡視和移動觀測，及時采取順坡、起道、撥道、調(diào)整軌距和軌縫等措施，消除線路局部失格處所，使線路狀態(tài)均能達到《鐵路工務(wù)規(guī)則》的要求。

④當(dāng)線路下沉速度較快一次起道量較大時，應(yīng)按鐵路部門的規(guī)定，設(shè)置減速或停車信號保護。

⑤地表移動穩(wěn)定后，應(yīng)按鐵路部門的規(guī)定對線路最后進行一次縱、橫斷面整治。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟大學(xué)