村庄下深部压煤开采的技术探讨

摘 要：本文主要对传统的村庄下采煤方法进行分析，然后在此基础上对以提高煤柱的采出率为目的的村庄下深部压煤开采技术途径进行探讨。由于村庄下其深部压煤具有量大及面广等特点，矿井的正常生产及发展具有严重的制约性，采用过去传统的保护与开采技术，显然不能满足深部开采的条件，同时，深部开采属于一种分阶段的不完全开采技术，它引起地表发生移动与变形的程度较小，对于地表建筑物等具有较好保护的作用。

关键词：村庄下采煤；深部开采；开采技术；采出率

中图分类号：TD864 文献标识码：A

1 我国村庄下压煤现状分析

根据相关数据显示，当前我国三下压煤量总数可达132亿吨，而村庄下压煤量就约占总数的40%，达到了52.21亿吨之多。对于村庄压煤而言，几乎遍布了大大小小各个矿区，通常情况下它能占到矿井储存总量的10%～30%之间，并且按照当前生产进度及地表建筑物的快速发展，上述比例还将呈现出不断上升的趋势。

在过去，为了能让煤炭开采工作保持其连续性，开采企业对压煤村庄一般都是采取搬迁的方式，来确保开采工作的正常进行。这种搬迁开采的方式由于协调工作量大及搬迁费用高等特点，为开采企业带来了极大的经济负担。

2 村庄下深部化开采面临的问题

首先，煤层埋藏的深度越深，根据移动角界定的煤柱范围，也将得到极大的扩张，同时，压煤量的变化也是取决于煤层的埋藏深度，当煤层的埋藏深度增加时，压煤量也将随之而出现成倍的增长；

其次，过去传统的开采技术与保护技术，都很难适应当前深部开采的条件。以条带开采为例，当开采深度增大时，为了确保煤柱的稳定性，就必须增大条状煤柱的宽度，然而条状煤柱的宽度一旦增大到某种程度时，又将会导致地表出现波浪型移动，这对地表村庄的房屋建筑等都是非常不利的。虽然条带开采一类的部分开采法，在对地表变形方面起到了一定的缓解作用，但由于它的采出率偏低，使煤炭资源的损失较为严重，根本无法达到高产与高效的目的。

因此，煤矿开采企业应充分把握深部化开采技术的特点，以提高煤柱的采出率为目的，以求能探索出从根本上解决好村庄下深部压煤开采问题的有效技术途径。

3 村庄下采煤常用的技术措施

村庄下采煤常用的技术措施共有以下三种，分别是井下开采技术、村庄搬迁措施以及地面保护技术。现将村庄下常用的采煤技术措施的分类、各技术的目的以及三种技术措施的优点与缺点列于表1，然后再分别对其进行探讨。

3.1 井下开采技术

井下开采技术其主要目的是通过有效减小地表的下沉及变形程度，以此来缓解由煤矿开采而对地表建筑造成影响的程度。对于我国目前的经济与技术条件而言，井下开采技术在建筑物，尤其是在村庄下进行的煤炭开采中，还是属于一种主要的开采技术。它的开采方法有很多，按照开采时间的连续性来分，可分为连续开采与间歇开采；按照煤层开采空间所处位置的协调性来分，可分为分层开采与协调；按照同煤层其平面位置所具有的对称性来分，可分为开采对称开采及顺序开采；按照开采程度所具有的可控性来分，可分为全部开采与部分开采；按照顶板管理的状况来分，可分为充填开采和陷落开采；按照离层管理的状况来分，可分为注浆充填与自然闭合。这些方法各有各的优点、缺点及适用性，并各自具有不同的侧重点。

3.2 村庄搬迁措施

村庄搬迁措施主要分为两种，即异地迁村与就地重建。其中，由于异地迁村存在耕地征用难度大、关系协调较为复杂以及资金投入巨大等问题，通常情况下该措施很难得以变成现实。而在进行就地重建时，则应充分考虑当地潜水位及采动残余变形对新建房屋的影响等。上述这些问题对于有效应用村庄搬迁措施，都具有一定的制约性。

3.3 地面保护技术

这里所说的地面保护措施主要有以下几种，分别是新建以加设滑动层、构造柱、圈梁及变形缝为特征的抗变形房屋；以灰浆抹缝、加柱及更换损坏墙体等为特征的采前加固与采后维修方式；以在保护建筑附近挖设沟槽，防止建筑物出现水平变形为特征的地面缓冲沟方式等。

虽然上述三种技术措施均能运用于村庄下的煤炭开采中，然而每个矿井与村庄都具有一定的特点，因此，某些技术与措施介于开采条件、经济条件及相关政策等方面的影响，将注定无法得以实施。综合上述问题，在对开采方案进行确定时，必须充分结合矿井的具体情况，然后综合评价该方案的有效性及合理性，并在方案实施之前对村庄搬迁所涉及到的各类问题，做好相应的准备。并且，在以上措施中，往往同时采用多种技术措施的效果，要明显高于仅采用某一种技术措施的效果，所以在条件适合的时候，可对多种技术措施进行综合运用。

4 深部开采的分析

对于深部开采来说，它所涉及到的内容主要包括采矿技术以及采矿安全等，它属于一个内容丰富且内涵广泛的综合性研究命题。它是以当前采矿深部化的整体发展趋势为切入点，以便能从中探寻出因深部开采，而给正常生产带来的各种问题的解决措施。在村庄下实施深部化开采，可以说是深部化问题在建筑物下、铁路下及水体下进行开采的集中体现。虽然在村庄下对深部压煤进行开采时，可以利用的技术措施有很多，如搬迁开采、条带开采及充填开采等，但它们都存在着一定的缺点，不能从根本上使村庄下压煤的开采具有可行性及合理性。因此，探寻出一种对于村庄下深部压煤开采来说，既能有效克服现有技术中存在的各种问题，又能具有良好的可行性及合理性的开采技术，是当前亟待解决的重要问题。

5 跳采全采技术分析

跳采全采技术是一种在建筑物下以分阶段进行的开采方法，它在第一阶段时，主要对煤柱进行跳采，此时的地面正处在不充分，甚至于非常不充分的开采沉陷状态；而在第二阶段时，它主要则是对剩余的煤柱进行开采，然后对开采顺序进行优化处理，以便能实现多工作面的联合开采，及对煤柱进行全面积的回采。在对采区及工作面进行设计的时候，还必须做到以受保护的对象作为其中心，尽可能将它设计成能够跨越煤柱的长形工作面。

之所以称之为"跳采全采技术"，是因为该技术是以大条带协调开采与跳采法为技术基础，然后有针对性的对其进行了相应的补充及完善，以便该技术能成为一项系统相对完整的技术，在村庄下深部压煤的开采中得到广泛推广及应用。现将本文工作的主要表现介绍如下：

第一，在对采区的长工作面进行设计的时候，其设计思想应始终坚持将受保护对象作为中心；

第二，在对技术方案进行确定的过程中，还必须始终坚持将受保护对象的使用安全作为基本原则，将快速提高煤柱全面积的采出率作为奋斗目标；

第三，对于实际的生产能力以及开采条件，都应逐一进行综合的考虑及合理的利用，并将技术应用中的灵活性及原则性充分发挥出来；

第四，在对地表的建筑物（构筑物）进行保护的时候，采取的保护措施可以不用太过单一，若条件允许的情况下，可将其和井巷的保护工作相结合，以便达到提高保护效果的作用；

第五，在对技术方案进行确定的过程中，并不是只注重开采技术即可，他还应该遵循以维护措施、监测技术与开采技术并重的原则，以便达到提高其可行性的目的；

第六，在对技术方案进行设计的时候，应将不完全开采的沉陷原理作为研究基础，然后针对跳采全采技术中，地表及岩层发生移动的各种特点及规律，进行科学合理的分析，最后再整合这些特点、规律及理论，来对技术方案进行完善与调整；

第七，对于跳采全采技术来说，它并不是一成不变的，它完全可以根据实际的条件来进行“变形”，以便能充分满足实际条件的要求，唯有如此才能让此项技术得到更为广泛的应用，那么它所具有的实用价值也将随之增加；

6 村庄下采煤效益的评价

根据相关资料显示，将跳采全采技术应用于5个村庄下的煤柱开采中，无论是它的开采面积总数、煤柱面积的采出率还是优质肥煤的采出量，较过去常规的开采方法均有了很大的提高。虽然在开采过程中，依然存在因极个别房屋出现轻度的损坏，而对矿区村民进行了一定数额的赔偿，但运用该技术所取得的经济效益是非常明显的。

由此可知，选用跳采全采技术的设计方案，不但优化了井下的开采技术，提高了矿区煤柱的回收率，同时还将大量滞压于村庄下深部的优质肥煤解放了出来，这在很大程度上提高了矿井生产所带来的经济效益。虽然在开采过程中难免会导致村庄的房屋出现一定损坏，但只要通过合理的维修与赔付处理，同样能在不损害村民利益的同时，使村庄下没住的开采具有极佳的社会效益。

结语

总而言之，一旦加深村庄压下的开采深度，村庄下的压煤数量必然会有所增大，此时若再沿用过去传统的保护与开采技术，很难满足村庄下的深部化开采条件。因此，为了有效解决好村庄下深部压煤的开采问题，寻求新的技术途径已势在必行。而跳采全采技术则是针对深部开采条件，充分利用开采沉陷的基本原理，以便科学合理的对村庄下深部压煤的开采问题，进行有效解决的一种综合性开采技术。它的可行性主要体现为：第一阶段时，利用对开采尺寸进行合理调整的方法来控制地表因开采而发生的变形，如此村庄上的建筑物便能避免受到较大的影响；第二阶段时，则是利用对开采顺序进行优化处理，以便能从根本上减小对村庄上建筑物的损坏，最终达到确保村庄建筑物能安全使用的目的。

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