建筑物下壓煤充填開采優(yōu)化設(shè)計(jì)

為解決某礦建筑物下壓煤開采難題,以確保地表建筑物在ⅰ級(jí)破壞范圍內(nèi)為前提,盡可能提高煤炭資源回收率,通過理論分析、\"winsufer6.0\"地表移動(dòng)變形研究,確定了建筑物下壓煤開采方案,即12下煤全采,16、17煤不采,在此方案下開采,地表移動(dòng)變形小,地表建筑物能夠得到有效地保護(hù)。

村莊建筑物下安全采煤?jiǎn)栴}是煤礦企業(yè)面臨的主要問題之一。針對(duì)河南省登封市振興煤礦具體的地質(zhì)采礦條件及地表村莊建筑物的現(xiàn)狀,在理論計(jì)算、地表移動(dòng)和變形預(yù)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)村莊建筑物下壓煤條帶開采技術(shù)進(jìn)行了分析研究,給出了條帶開采方案及其參數(shù)。論述了振興煤礦村莊下建筑物壓煤采用條帶法開采技術(shù)的可行性。

簡(jiǎn)要介紹了超高水材料的特性以及超高水材料采空區(qū)充填工藝,根據(jù)邯鄲礦務(wù)局陶一煤礦充填試驗(yàn)面首次應(yīng)用情況,采用巖層探測(cè)記錄儀對(duì)采空區(qū)充填固結(jié)體進(jìn)行了鉆孔窺視。窺視結(jié)果顯示,超高水材料充填漿液不但能充實(shí)采空區(qū)冒落矸石,而且能對(duì)采空區(qū)冒落帶上方巖層較小的裂隙進(jìn)行充填,是一種理想的采空區(qū)充填材料。

針對(duì)城子河礦區(qū)域埋深大、地表采動(dòng)影響較小的特點(diǎn),在工作面設(shè)計(jì)上按上層煤全采和下層煤條帶開采布置,并以條帶開采時(shí)空控制技術(shù)為基礎(chǔ),利用跳采減少地表移動(dòng)與變形,使采出煤量最大化并提高煤炭采出率。通過3年多的實(shí)踐表明,推薦方案實(shí)施后,地表移動(dòng)與變形值均處于地表水平變形ⅱ級(jí)范圍內(nèi),全部房屋安全使用,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

在連續(xù)建筑物下進(jìn)行壓煤條帶開采,作業(yè)人員應(yīng)該認(rèn)真監(jiān)測(cè)條帶開采過程中地表的移動(dòng)和變形情況,根據(jù)具體的開采環(huán)境制定出合理的開采計(jì)劃,從而將壓煤條帶開采對(duì)于地表的破壞情況控制在最小的水平.根據(jù)不同的開采深度對(duì)開采計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,避免深夜施工,防止影響建筑物內(nèi)居民正常生活.連續(xù)建筑物下開采深度的控制應(yīng)該與開采的寬度相對(duì)應(yīng),符合安全系數(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn).本文根據(jù)連續(xù)建筑物下壓煤條開采技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)展開討論,提出幾點(diǎn)提高連續(xù)開采效率的可行性措施.

文中針對(duì)陽(yáng)泉礦區(qū)建筑物下開采存在的問題,提出了建筑物下壓煤開采方案的選取原則,并結(jié)合壓煤開采技術(shù)可行性、開采安全性和經(jīng)濟(jì)效益分析,給出了陽(yáng)泉礦區(qū)建筑物下壓煤開采方案選取的依據(jù)和選取方法,為合理評(píng)價(jià)和選取建筑物下壓煤開采方案提供了依據(jù)。

針對(duì)陽(yáng)泉東坪煤礦建筑物下壓煤多、埋藏較淺的特點(diǎn),基于綜合機(jī)械化長(zhǎng)壁矸石充填工藝技術(shù),提出了間歇分層長(zhǎng)壁矸石充填開采采出建筑物下壓煤的技術(shù)途徑。在分析長(zhǎng)壁矸石充填開采沉陷控制機(jī)理的基礎(chǔ)上,利用等價(jià)采高的概念設(shè)計(jì)了試驗(yàn)區(qū)分層開采厚度分別為3.1和3.0m,并對(duì)方案進(jìn)行了地表沉陷預(yù)計(jì)。結(jié)果表明,第1分層開采后地表的移動(dòng)變形值均在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi);第1分層開采穩(wěn)定后,對(duì)建筑物進(jìn)行簡(jiǎn)單的維修和加固,可進(jìn)行下一分層開采,地表移動(dòng)變形仍在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi),為該礦井最大限度地解決建筑物下壓煤?jiǎn)栴}提供了一種安全、經(jīng)濟(jì)的合理開采方法。

針對(duì)平煤集團(tuán)吳寨礦具體的地質(zhì)采礦條件及地表建筑物情況,在理論計(jì)算、地表移動(dòng)和變形預(yù)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)建筑物下壓煤條帶開采方案及其參數(shù)進(jìn)行了分析研究。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施,提高了煤炭資源回收率;延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限;保證了地表建(構(gòu))筑物的安全

梁家煤礦建筑物下壓煤非常嚴(yán)重,文中通過對(duì)其“三軟”地層條件分析,認(rèn)為采用條帶開采對(duì)深部建筑物下壓煤進(jìn)行開采是可行的。根據(jù)巖移實(shí)測(cè)資料和參照有關(guān)理論確定了條帶開采采留寬度,并預(yù)測(cè)了建筑物損壞等級(jí),可指導(dǎo)今后的建筑物下壓煤開采實(shí)踐。

建筑物下壓煤開采地表沉陷控制是我國(guó)大多數(shù)礦井面臨的技術(shù)難題。本文介紹條帶開采、房柱式開采、充填開采、協(xié)調(diào)開采和覆巖離層帶注漿等技術(shù)措施,以控制建筑物下開采引起的地表沉陷。建筑物下壓煤開采礦井應(yīng)根據(jù)各自礦區(qū)的實(shí)際情況綜合多方面因素,選擇合適的地表沉陷控制技術(shù)措施。

針對(duì)南下冶煤礦地表建筑物密集、煤層賦存條件復(fù)雜等問題,提出采用傾斜條帶充填開采方案,并進(jìn)行了論證和方案設(shè)計(jì)。工程實(shí)踐表明:傾斜條帶充填開采可以有效控制地表移動(dòng)變形,減少斷層帶對(duì)覆巖運(yùn)動(dòng)的影響,同時(shí)提高煤炭回采率,增加經(jīng)濟(jì)效益1.38億元,具有很高的推廣價(jià)值。

1 《建筑物下壓煤開采方案設(shè)計(jì)》編制提綱 目錄 前言 第一章礦井概況 第一節(jié)交通位臵及井田范圍 一、交通位臵 二、井田范圍 第二節(jié)自然地理 一、地形、地貌 二、地表水系 三、氣象 四、地震 第三節(jié)礦井生產(chǎn)建設(shè)情況 第二章設(shè)計(jì)區(qū)域地質(zhì)采礦條件 第一節(jié)設(shè)計(jì)區(qū)域概況 第二節(jié)地質(zhì)特征 一、地層 二、可采煤層特征 三、構(gòu)造特征 四、水文地質(zhì) 第三節(jié)開采技術(shù)條件 一、開采方法與頂?shù)装鍡l件 二、瓦斯、煤塵和煤的自燃 三、地溫與地壓 2 第三章建筑物下壓煤開采的必要性和可行性 第一節(jié)建筑物概況及壓煤量統(tǒng)計(jì) 一、建筑物分布及結(jié)構(gòu)特征 二、建筑物壓煤情況 第二節(jié)建筑物下壓煤開采的必要性 第三節(jié)建筑物下壓煤開采的可行性 一、建筑物下壓煤開采實(shí)踐 二、相鄰礦井（采區(qū)）開采及影響情況 三、建筑物下壓煤開采的技術(shù)條件分析 第四章建筑物下壓煤開采方案的比選 第一節(jié)建筑物下壓煤可能的開

通過科技攻關(guān)合理布局開采建筑物下殘煤,就合理布局、依靠科技綜放開采建筑物下殘煤的有關(guān)問題進(jìn)行探討嘗試,并對(duì)一些有用的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

礦山地下開采引起的圍巖應(yīng)力變化及地表變形影響著地面建筑物的安全；采用abaqus有限元軟件對(duì)金屬礦山充填開采引起的巖體變形及地表移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究；以礦山實(shí)際開采現(xiàn)狀及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)；建立了具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的三維地層模型；利用子程序sigini編程施加地應(yīng)力；采用修正mohr-coulomb模型模擬巖體；計(jì)算得出:由于圍巖力學(xué)強(qiáng)度較高；開采引起頂板下沉量相對(duì)較??；充填對(duì)于控制底鼓具有一定抑制作用；預(yù)留礦柱主要承受較大豎向壓應(yīng)力；礦柱尺寸越小壓縮量越大；地表充填站位于采空區(qū)邊緣位置；水平及豎向位移相對(duì)較??；地表變形主要集中在采空區(qū)中部位置；研究成果可為礦山安全開采提供依據(jù)；為地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇提供參考；

為了解放建筑物下煤炭資源，以邯鄲礦區(qū)某礦斷層發(fā)育區(qū)地質(zhì)采礦條件為研究背景，基于超高水材料充填開采技術(shù)，提出了充填條帶、冒落條帶2種開采方案的工作面布置。在分析了地表變形預(yù)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上，采用概率積分法基本原理，進(jìn)行了地表變形預(yù)計(jì)，并對(duì)開采方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并給出了安全開采技術(shù)措施。結(jié)果表明：采用充填條帶開采和冒落條帶開采，分別可采出煤炭資源330．17萬(wàn)t、216．88萬(wàn)t，采出率分別為70％、45％，地表最大下沉分別為1390mm、1420mm，最大傾斜均為10．9mm／m，建議采用超高水材料充填條帶開采方案。此方案設(shè)計(jì)為類似地質(zhì)采礦條件下的煤炭資源開采提供了理論依據(jù)和技術(shù)參考。

分析了充填開采支架與圍巖關(guān)系和上覆巖層移動(dòng)特征,確立頂板載荷估算方法,并通過充填開采實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。研究表明:充填工作面周期來(lái)壓步距大,來(lái)壓強(qiáng)度不明顯;直接頂隨著工作面推進(jìn)逐漸冒落,垮落步距相比于普通綜采工作面顯著增大;基本頂以緩慢下沉形式發(fā)生彎曲變形,上覆巖層移動(dòng)范圍明顯減小。支架高工作阻力可以控制頂板的下沉量,保證良好的充填效果,進(jìn)而減小覆巖破壞高度,控制地表變形。

充填支架是充填開采中的關(guān)鍵設(shè)備。充填支架不僅支護(hù)頂板,維護(hù)安全作業(yè)空間,推移工作面輸送機(jī)和采煤機(jī),而且擔(dān)負(fù)采空區(qū)充填、物料夯實(shí)及物料在采空區(qū)的輸送任務(wù)。針對(duì)目前充填支架在充填開采中的關(guān)鍵作用,根據(jù)邢臺(tái)礦的具體地質(zhì)條件進(jìn)行充填支架設(shè)計(jì),重點(diǎn)對(duì)支架后部尾梁的支護(hù)機(jī)構(gòu)及其強(qiáng)度,充填結(jié)構(gòu)、夯實(shí)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及物料運(yùn)輸系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。通過在邢臺(tái)礦的工業(yè)性試驗(yàn)表明物料充填開采液壓支架設(shè)計(jì)合理,充填效果良好,經(jīng)地面及井下觀測(cè)數(shù)據(jù)分析,地表沉陷量達(dá)到了預(yù)期效果。

建筑物下壓煤開采途徑及措施有很多種，各有其適用范圍和條件。文章就右江礦務(wù)局塘內(nèi)礦２個(gè)采區(qū)建筑物下壓煤開采的具體條件，進(jìn)行了開采方案影響效果的數(shù)值優(yōu)化分析，提出了經(jīng)濟(jì)有效的開采措施和建筑物保護(hù)措施。

用力學(xué)理論闡述了充填原理，矸石自溜充填法的使用條件，分析了各種充填狀態(tài)頂、底板的移動(dòng)情況及自溜充填法不同于其它充填法減小地表移動(dòng)與變形的機(jī)理，闡明了該充填方法在工藝上及綜合治理等方面的優(yōu)越性，并論述了該方法在建筑物下采煤的實(shí)用性及可推廣性。

煤炭是我國(guó)的重要資源和主要能源之一,隨著近些年來(lái)煤炭產(chǎn)量的不斷提高,使得采掘作業(yè)面逐步向縱深方向發(fā)展,由此產(chǎn)生的矸石量也隨之不斷增多,大量矸石在升井后,對(duì)環(huán)境造成了一定的損害。針對(duì)這一問題,相關(guān)的專家學(xué)者將研究重點(diǎn)放在了矸石直接充填采煤技術(shù)上,并在不斷的研究中取得了一定的成績(jī),這為我國(guó)煤礦實(shí)現(xiàn)綠色開采提供了條件?；诖它c(diǎn),本文就矸石直接充填采煤的技術(shù)框架、關(guān)鍵設(shè)備及充填開采工藝進(jìn)行淺談。

針對(duì)礦區(qū)因資源開采引起的地表及地表建筑物破壞問題,提出利用地理信息系統(tǒng)對(duì)地下資源(煤炭)開采設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化處理,使得資源開采后,消除或減弱對(duì)地表及其附屬物的破壞,減弱對(duì)重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象的破壞或者使其不受開采的影響

南陽(yáng)坡礦就工作面過空巷時(shí)，采用高水速凝材料充填法和煤體再造法加強(qiáng)空巷支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行了技術(shù)可行性分析，并就傳統(tǒng)方法、高水充填法和煤體再造法進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)和安全性對(duì)比分析，得出高水速凝材料充填法技術(shù)可行，成本更低，施工安全性更高的結(jié)論。