建筑物下壓煤充填開采優(yōu)化設(shè)計

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問題是煤礦企業(yè)面臨的主要問題之一。針對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,在理論計算、地表移動和變形預(yù)計分析的基礎(chǔ)上,對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,采用巖層探測記錄儀對采空區(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。

針對城子河礦區(qū)域埋深大、地表采動影響較小的特點(diǎn),在工作面設(shè)計上按上層煤全采和下層煤條帶開采布置,并以條帶開采時空控制技術(shù)為基礎(chǔ),利用跳采減少地表移動與變形,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,地表移動與變形值均處于地表水平變形ⅱ級范圍內(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)測條帶開采過程中地表的移動和變形情況,根據(jù)具體的開采環(huán)境制定出合理的開采計劃,從而將壓煤條帶開采對于地表的破壞情況控制在最小的水平.根據(jù)不同的開采深度對開采計劃進(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.

文中針對陽泉礦區(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,為合理評價和選取建筑物下壓煤開采方案提供了依據(jù)。

針對陽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)械化長壁矸石充填工藝技術(shù),提出了間歇分層長壁矸石充填開采采出建筑物下壓煤的技術(shù)途徑。在分析長壁矸石充填開采沉陷控制機(jī)理的基礎(chǔ)上,利用等價采高的概念設(shè)計了試驗(yàn)區(qū)分層開采厚度分別為3.1和3.0m,并對方案進(jìn)行了地表沉陷預(yù)計。結(jié)果表明,第1分層開采后地表的移動變形值均在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi);第1分層開采穩(wěn)定后,對建筑物進(jìn)行簡單的維修和加固,可進(jìn)行下一分層開采,地表移動變形仍在設(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問題提供了一種安全、經(jīng)濟(jì)的合理開采方法。

針對平煤集團(tuán)吳寨礦具體的地質(zhì)采礦條件及地表建筑物情況,在理論計算、地表移動和變形預(yù)計分析的基礎(chǔ)上,對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)場實(shí)施,提高了煤炭資源回收率;延長了礦井服務(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,文中通過對其“三軟”地層條件分析,認(rèn)為采用條帶開采對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)測了建筑物損壞等級,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。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變形,減少斷層帶對覆巖運(yùn)動的影響,同時提高煤炭回采率,增加經(jīng)濟(jì)效益1.38億元,具有很高的推廣價值。

1 《建筑物下壓煤開采方案設(shè)計》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)計區(qū)域地質(zhì)采礦條件 第一節(jié)設(shè)計區(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 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有限元軟件對金屬礦山充填開采引起的巖體變形及地表移動規(guī)律進(jìn)行了研究；以礦山實(shí)際開采現(xiàn)狀及實(shí)測數(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較小；充填對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，并對開采方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，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t、216．88萬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:充填工作面周期來壓步距大,來壓強(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)。針對目前充填支架在充填開采中的關(guān)鍵作用,根據(jù)邢臺礦的具體地質(zhì)條件進(jìn)行充填支架設(shè)計,重點(diǎn)對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)計及物料運(yùn)輸系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。通過在邢臺礦的工業(yè)性試驗(yàn)表明物料充填開采液壓支架設(shè)計合理,充填效果良好,經(jīng)地面及井下觀測數(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、底板的移動情況及自溜充填法不同于其它充填法減小地表移動與變形的機(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。

煤炭是我國的重要資源和主要能源之一,隨著近些年來煤炭產(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,對環(huán)境造成了一定的損害。針對這一問題,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,這為我國煤礦實(shí)現(xiàn)綠色開采提供了條件。基于此點(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)對地下資源(煤炭)開采設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化處理,使得資源開采后,消除或減弱對地表及其附屬物的破壞,減弱對重點(diǎn)保護(hù)對象的破壞或者使其不受開采的影響

南陽坡礦就工作面過空巷時，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。