探究建筑物下采煤技术的研究现状与发展趋势

【摘 要】随着经济的发展，全国各项事业产业对能源的依赖越来越大，作为使用最为广泛的能源之一，煤炭对国家工业农业以及民众的日常生活产生着重要影响。煤炭采集技术是利用煤炭能源的基础，目前煤炭采集已经遍地开花，但是根据目前的不完全统计资料显示，我国建筑物下的压煤存量是非常大的，而且随着现代城市经济的发展，各个建筑物的不断建立，建筑物下压煤越来越多。只有不断加强建筑物下采煤技术的发展和探究，才能紧跟社会对于煤炭能源的发展。本文就建筑物下采煤技术的研究现状与发展趋势进行探究，希望能为该技术的发展提供参考。

【关键词】建筑下采煤技术；现状研究；发展趋势；充填开采；条带开采；全煤柱开采；协调开采；均厚开采；分层间歇开采

采煤技术是一项需要引起相关技术部门和国家能源部门重视的技术，在采煤技术中，建筑物下采煤技术是比较难以掌握的，技术复杂性比较高。只有不断进行建筑物下采煤技术的提升，才能够加强煤炭工业的进步，进而发展我国的工业，为经济腾飞做出贡献。

一、建筑物下采煤技术概述

由于需要进行采探的煤层质量、煤矿周边的自然条件以及采煤要用到的机械的不同，在进行采煤的时候各种采矿工程的顺序以及应用工艺也各个不同，所以采煤技术的种类繁多。在采煤工作面内，相关的技术人员和采矿工作人员按照该煤矿的相关的情况、按照科学的采矿工艺和一定的顺序进行的工作，就被称之为采煤工艺。其中，大多数煤矿床呈层状赋存，煤矿的分布范围非常广泛，同时存在储量大的特点，再加上煤炭的质量较脆弱，容易受到损坏，同时在进行开采的过程中会存在隐藏的水、火、瓦斯等灾害威胁，所以一定要加强采煤技术的开发和应用。

建筑物下的采煤技术除了具备上述的危险性之外，难度较之一般的采煤技术更加复杂。建筑物下采煤指的是在保障建筑物能够正常使用的前提下，采用专门的技术以及相应的安全措施来进行建筑物下煤层的开采工作。建筑物下采煤、铁路下采煤和水体下采煤被合称为三下采煤，为了保证开采影响范围内的建筑物和铁路不受采煤工程的影响而遭到破坏、保证开采范围内的水体不致大量涌入井下而发生突水事故，在三下采煤时需要注意的事项较多，比如地下开采引起的岩层和地表移动规律；如何减少开采对保护对象的有害影响；如何加固和修复被破坏的保护对象；如何减少水体对开采的影响等等。

二、建筑物下采煤技术的发展历程及其现状

建筑物下采煤是一种近年来使用愈加频繁的采煤技术，当勘探人员通过艰苦的野外勘探和技术勘测发现某些地域存在丰富的煤矿后，往往会出现那片区域已经存在大量的城市建筑、村庄等情况。这些城镇建筑、或者工厂、居民区、农业村庄等建筑可能不适合搬迁，这种情况下就需要进行建筑下采煤，在采煤过程中要注意坚持；两个原则：一是尽最大限度的采集出煤炭矿产，二是竭尽全力保护地面建筑物保持原样，不受工程的影响。在保护工作中，最主要的保护措施是对建筑物运用加固维修的方法，以减少在工程运作过程中受到的振动和影响。

建筑物采煤技术在国内外有众多的成功案例。在上个世纪初始，德国就对建筑物下的采煤技术进行了相关研究，当年是利用水沙充填法回采技术进行对建筑物的保护的。从上个世纪50年代开始，波兰就开始进行建筑物下采煤的相关试验，一直到上个世纪80年代，波兰已经拥有了相当完备的对于建筑物的从保护规范和相关的建筑物下采煤指南。英国在进行建筑物下采煤的工程时，一般，会对井筒以及绞车房内保留一些保安煤柱来进行建筑物的加固工作，这样就能够进行开采工作。

近年来我国的煤炭开发走上高速发展的道路，在山东肥城、河北唐山、安徽睢溪、东北本溪等的地方，都曾经成功进行过建筑物下煤炭的开采工作。比如抚顺胜利矿利用充填条带技术在石油一厂建筑物下面开采出一个厚达近十七米的煤层；东北欧河矿利用陷落条带技术成功在一个城镇建筑下进行了煤炭开采工作等等。

三、建筑物下采煤技术发展探析

1、建筑物下采煤常用技术

充填开采技术——充填开采技术指的是利用外来材料来进行采空区填充工作的技术，在进行建筑下采矿后，因为煤炭本身占用很大的空间，被开采出去以后必然留下空间，这对于地上的建筑来说是非常不利的，所以一般就会运用外来材料来进行采空区填充工作，外来材料一般有水砂材料、矸石材料等等。从近一个世纪的建筑下采矿工作中可以发现，建筑物所在的地表下沉与煤矿开采的厚度有直接关系，煤矿开采的厚度越大那么建筑物所依附的地表下沉也就越严重，对建筑物的损害也越严重。充填开采技术可以解决这个问题，用相应的填充物进行采空区的填充之后，就会大大缓解地表沉降问题，从而减轻建筑物损坏程度。

条带开采技术——条带开采技术可以极好的控制建筑物下采煤地表的沉陷问题，受到广范围的运用。条带开采技术顾名思义就是先将需要进行开采的煤矿煤层进行划分，划成一条一条的带状，开采的时候进行跳跃式开采，也就是说采一条、留一条，形成栅栏状的形状，利用保留的条带煤柱进行地上表层的支撑工作，控制建筑物下采煤地表的沉陷，保护地上的建筑物不受工程侵害。

协调开采技术——该种技术方法是同时有数个煤层进行开采工作，与上面提到的条带开采技术有异曲同工之妙。具体来说就是当多个煤层同时开采的时候，技术人员和施工人员可以将开采的煤炭工作面错开进行工作，这样，也可以利用保留的煤层进行地上表层的支撑工作，减少地表的沉陷，从而减少对地上煤矿影响到的建筑物的影响。

2、建筑物下采煤注意事项

（1）防止地表突然下沉

上文提到，在进行建筑下采煤后，因为煤炭本身占用很大的空间，被开采出去以后必然留下空间，这对于地上的建筑来说是非常不利的。或许会出现地表沉陷等问题，为了防止地表沉陷，除了上文提到的一些开采技术方面的应用之外（比如充填开采技术，运用外来材料来进行采空区填充工作，外来材料一般有水砂材料、矸石材料等等，条带开采技术，利用保留的条带煤柱进行地上表层的支撑工作，控制建筑物下采煤地表的沉陷）还可以采取下列防止措施：对采深相对较大，煤厚相对较小的煤矿，可采用陷落式均厚开采方法、分层间竭开采方法、分层间歇开采方法及限厚开采方法；对压煤面积不大的采区，可进行大面积全柱式开采方法；对采深较大或上覆岩层中有一层或多层厚坚硬岩层的煤层，可采用在离层带内注浆充填的方法；此外，对被保护建筑物采用了结构性保护措施，开发出适应于城镇农村各类平房楼房的抗变形建筑设计。特别是在缓倾斜煤层以及倾斜厚煤层的浅部开采工作过程中，可以采用倾斜分层采煤法。在进行急倾斜煤层开采工作中时可以利用分层间歇式采煤法。另外，如果建筑物所在位置恰恰属于煤层露头处，或者在建筑物的下方恰巧是浅部的储藏煤层等，在这种情况下，技术勘探人员要首先查明该建筑物下方的具体情况，包括下方是否有老窑、废弃的井巷、废弃的煤井等等，还要明晰这些老井等的充填程度。如果这些采空区没有进行良好的填充工作，甚至充满积水，那么在进行再次采煤工作之前，工作人员应该先将采空区内的积水应排干，或者用灌浆等方法将其进行填充。

（2）合理布置各煤层或分层开采边界的位置

建筑物下煤炭的开采对建筑物及地表的影响，主要存在于煤炭区域开采带的边界两侧。只有合理布置各煤层或分层开采边界的位置，才能尽量减小对于建筑物的影响。为此要注意避免煤层开采边界的重叠减少损害。

结语

通过文章的解读可以看出，作为使用最为广泛的能源之一，煤炭能源关系着众多产业的发展，作为煤炭采集技术的一种，建筑物下采煤技术得到了重视和发展，推进了煤炭产业的大力发展。由于建筑物下采煤技术比较难以掌握、技术复杂性也比较高，所以只有不断总结已有的经验教训，同时参考和借鉴优秀的采煤案例，才能加强建筑物下采煤技术的发展，为国家经济的腾飞提供能源基础。

参考文献

[1]蔺志刚.建筑物下综合机械化采煤技术研究[J].科技风，2010（21）

[2]武强.建筑物及水体下的采煤技术现状分析[J].科技与生活，2012（8）

[3]严孝文，陈冉丽，郝刚.协调开采在建筑物下采煤中应用的实例[J].煤炭科技，2010（2）

[4]于志芳，姚波.邢东矿建筑物下采煤地面监测与分析[J].矿山测量，2011（6）