建筑物铁路水体及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 年版 煤矿安全规程及煤矿安全规程年版执行说明 山东省人民政府文件，鲁政发号,山东省搬迁压煤 建筑物暂行规定 山东省人民政府文件，鲁政发号,关于调整山东省 搬迁压煤建筑物暂行规定中补偿标准通知 大兴矿业有限责任公司地质报告 大兴矿业有限责任公司采掘工程平面图及井上下对照图 部分相关的地质剖面图 三方案设计的指导思想 方案设计中，本着少投入多产出的原则，充分考虑到市场经济条 件下煤炭企业的经营特点，依靠科技进步,提高矿井经济效益，并在 确保矿井安全生产的前提下，充分估计到矿井近期和长远发展的需 要，优化采矿方法，合理经济安全高效地开采村庄压煤,充分 保护矿井资源，保持矿井生产的长期稳定，最大限度地提高矿井的综 合经济效益。 四压煤村庄村下条带开采方案的设计目标 压煤村庄村下开采方案的设计目标为在优先考虑节省煤炭资 源，提高矿井资源回收率的前提下，并综合技术和经济效益等因素， 进行多种可行的开采方案计算分析，最终提出种效益明显技术上 可行企业可操作安全可靠的压煤村庄村下开采方案。 五压煤村庄村下开采可行性研究 根据压煤村庄村下压煤的地质采矿条件，重点探讨如下开采方 案 煤单独条带开采方案 煤与煤联合条带开采方案与限厚条带开采方案， 地面村庄搬迁开采方案，分析地面村庄搬迁开采方案的可行 性。 按照上述前提，编制了压煤村庄村下煤柱开采可行性论证报告。 第四节压煤村庄村房屋概况 压煤村庄村内的房屋建造年代各异，房屋结构差异较大，有近几 年新建的新房，也有是十几年前建的旧房，更有几十年前建成至今仍 在使用的破旧房屋。从结构上看，有砖木结构片石基础砖墙瓦顶 的有片石基础土墙木屋架瓦顶的有片石基础土墙夹砖垛木屋 架瓦顶的。近几年建造的房屋屋顶多为钢筋混凝土预制楼板。 从抵抗地表变形角度分析，房屋建造结构的不利因素有 无基础圈梁，地表的移动与变形很容易传到房屋的上部。 以沙为主的灰沙浆胶结片石基础拉伸能力极弱 房屋的局部或在中间或在端为两层，荷重不均，在高低 交界处产生破坏 有的房屋前探檐用木柱或砖柱支撑，受地表水平变形作用易发 生损坏 房屋为钢筋混凝土预制板，当地表变形较大时，搭放部位可能 出现缝隙，严重时会下落，造成事故 有的北房山墙之间无空隙，相当于排房，栋房屋的变形会影 响相邻的房屋。吨 从开采引起的种地表变形分析，对民房有影响的地表移动变形 有倾斜曲率和水平变形三种。因农村房屋平面相对较小，般 之间，故倾斜和曲率的影响不如水平变形的影响大。我国部分矿区村 庄下采煤的实践得出，土筑平房地表临界拉伸水平变形为 引起的变形而附加在建构筑物上的应力，确保建构 筑物的安全使用。此方法只是在地面采取措施而对井下采煤工艺没有 特殊要求。对于高潜水位矿区，又开发研制成功了抗变形可迁移 可重组的盒子房技术，满足了采动区工农双方要求。此方法的另 优点在于就地重建不必新占耕地，也克服了村庄搬迁开采无地可搬 重复压煤等缺点，但抗变形建构筑物的投资较常规建构筑物 投资大，般需增加左右。 建筑物调平技术 目前，从抗变形建筑物技术水平上看，根据采动引起地表移动变 形的性质，通过采取适当的措施，完全可以抵挡采动引起的地表变形 曲率变形以及地表的扭曲变形等等。但是，从建构筑物结构本身 尚未找到抵抗倾斜变形的良策。而些建构筑物在地下煤层开采 结束，地表稳定以后，倾斜变形较严重，有些甚至不能正常使用。针 对这种情况，又研究了建构筑物的倾斜调整技术，具体的技术成 果分别为大倾斜液压调斜系统和置换地基技术。大倾斜液 压调斜系统技术通过位移传感器和压力传感器实现了计算机控制 置换地基技术是将原有地基变为沙质基地，二者的原理正好相 反，前者是将建构筑物较低侧顶起，而后者是将建筑物较高的 侧降低。这两项技术的工业实验分别于安徽省淮北矿务局和河南省 鹤壁矿务局完成并取得良好的效果。 离层带注浆技术的应用 此项技术是近几年才开发研究的。近几年的研究发现，地下煤层 开采以后，在传统的冒落带裂缝带和弯曲下沉带三带中，在裂 隙带和弯曲下沉带之间，在定的地层结构条件下，存在着沿地层界 面发展的离层带，离层带的发展高度距离开采煤层约为倍的 采深，且其发展的充分度和具体位置与开采方法和工作面长度推进 速度位置紧密相连，经验表明，在工作面前进方向的后方 处离层发展最为充分。 离层较之开采空间比，其空间体积明显小，大约是开采空间 左右。但是，研究成果表明，如若能及时将地下煤层开采所 产生离层空间充填满，且其充填钻孔与裂隙带不连通，就能很好的控 制地表的沉降，降低地表移动和变形。几个事例表明，其减沉效果随 各方面条件的不同而有所差异，般能沉降左右。 但是，离层带注浆技术并不适用于所有矿区。其原因是，离层带 的产生是有定条件的，其在煤层上覆岩层中存在硬度明显不同且有 定厚度的岩层，从结构上说，应上硬下软。 大兴矿业有限责任公司在二迭系内有多层硬度较大的中细砂岩 与硬度较软的粘土岩互层，根据离层发育实验，煤开采在其上方岩 层存在多个离层层位，具备实施覆岩离层注浆的地质条件。 由以上提出的各种建下开采措施，结合压煤村庄村下煤柱地质采 矿条件，因为煤与煤上覆岩体有多层厚砂岩细砂岩等坚硬岩体， 具有托板功能。故提出压煤村庄村下煤柱实施条带开采与搬迁 后全采的开采方案，并进行可行性论证与经济效益分析，优化开采 方法。 第六节地表岩移参数的选择 大兴矿业有限责任公司首采面工作面于年月开始回 采时，在地表布设了岩移观测站，由于工作面地质构造的影响， 工作面分成了两个块段，但每个块段开采面积都较小，对地表 几乎无影响。该面无法确定有代表性的大兴矿业有限责任公司地表岩 移参数。由于工作面开采的两个块段形成条带面，该面地表监 测数据为本次条带宽度设计提供了宝贵数据。 国家煤炭工业局年制定的建筑物水体铁路及主要井 巷煤柱留设与压煤开采规程中规定的枣庄地区地表岩移参数，并结 合岩性分析法确定压煤村庄村下煤柱全部开采的地表岩移参数取为 下沉系数 水平移动系数 主要影响角正切 影响传播角为倾角 拐点偏移距 当采用条带法开采时，其各项参数与全采时不同，根据国内外条 带法开采实例数植计算的结果相似模型实验得出条带法开采下沉系 数与全采下沉系数比值与采出率有关，下面为五个采出率的下沉系数 采出率条全 采出率条全 采出率条全 采出率条全 采出率条全 当采深时，拐点移动按下式计算 条 式中条带煤柱宽带 条带采出宽度，。 根据压煤村庄压煤块段的条件，拐点移动距为 条 条带法开采对覆岩的破坏较轻，使得覆岩的岩性相对较坚硬，因 此，条带法开采的主要影响角正切条比全采时全要小，同 时，随着采深的增加，条带法开采的水平移动系数也相对减少，但为 了保证地面建筑物的安全，计算中考虑定的安全系数，条带法开采 的此二项参数仍取全陷法开采的地表移动计算参数，因此该采区的地 表移动计算参数取值如表。 条带开采地表移动计算参数取值表 采煤 方法 参数下沉系 数 主要影响 角正切  影响传 播角 水平移 动系数 拐点移 动 全采 条 带 法 采出率 采出率 采出率 采出率 采出率 本次设计的条带开采方案煤采出率为，按上表下沉系数取 ，为了确保开采方案的安全性，下沉系数取，其它参 数不变。 第七节条带开采基本问题 为了达到保护地表建筑物的目的，根据地表极限变形的要求， 试采区域内村下煤柱采用条带开采法，条带开采是将被开采煤层划分 成比较正规的条带状，采条采宽，留条留宽，使留下的条 带煤柱以支撑上覆岩层的重量，而是地表产生较小的变形。条带开采 的地表移动有变形值与采出率成比例函数关系，采出率越大，下沉变 形越大采出率越小，下沉变形也随之减小，而且还与留柱宽度有关。 条带法开采首先要保证条带煤柱的稳定性，即条带煤柱不能过小，保 证煤柱有足够的安全系数。其次要保证地表不出现波浪下沉盆地，也 即采出宽度不易过大。 条带开采类型 条带开采分为走向冒落条带采煤法和倾向冒落条带采煤法，走向 冒落条带采煤法，条带煤柱基本上沿煤层走向留设，工作面沿煤层伪 倾向布置，大致沿煤层层推进，可采用后退式采煤法或前进式煤混 合式采煤法倾向条带冒落采煤法，条带煤柱沿倾向方向留设，工 作面沿走向布置，沿倾斜推进。 为了维护煤柱的稳定性，大兴矿业有限责任公司应采用倾斜条带 开采，由于房屋承受压缩变形能力强，则尽量将村庄布设在压缩区内， 由于建筑物长轴方向基本上东西方向，井下煤层倾向为西北向，这样 就使井下煤柱开采工作面不是严格的倾斜条带开采，从煤层产状来 看，大体上还是沿倾斜开采。 二条带开采覆岩及地表沉陷机理 采用条带法开采时，由于开采条带尺度较小，在采空区上方形成 的跨落和断裂范围和高度较小，由于有条带煤柱的隔离和支撑作用， 各开采条带上方的跨落断裂带互不连通，不能形成整体的跨落，断 裂带，因而采空区上方绝大部分岩体仍处于整体状态，条带采空上方 岩层的重力转移到两侧条带煤柱上方，达到新的应力平衡，条带煤柱 上方的应力相当于原始应力加上开采后的附加应力，因而使得条带煤 柱上方定范围内的岩层处于增压区。原始状态下的岩层内有节理 裂隙离层等空隙和弱面，当岩体受到附加的应力作用后可使裂隙减 小或闭和。这种减小或闭和就使整体岩层体积减小，表现为压缩变形。 各岩层内节理裂隙的减小或闭合值增加起来，即各岩层的压缩变形 累加，构成了覆岩的下沉。这种累加效应使得覆岩沉降由下往上逐渐 增加，至地表最大