三下採煤是建築物下、鐵路下和水體下採煤方法的統稱。
基本介紹
- 中文名：三下採煤
- 外文名：Mining under three
- 定義：建築物下、鐵路下和水體下
- 分類：建築物下、鐵路下和水體下
- 概念：煤礦
- 學科：煤礦工程
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概述
在煤礦生產過程中，一般都在建築物下、鐵路下、水體下保留煤柱不採，這不僅造成大量煤炭資源的積壓，而且造成礦井不能合理進行開採，尤其是埋藏深、煤層層數多的礦區，壓煤量相當驚人。隨著煤炭資源的不斷開發和開採技術的不斷提高，“三下”採煤技術得到了迅速的發展，已由在個別建築物及小型水體下開採，發展到能在大片建築群和大面積水體下開採；由只能用充填法開採，發展到能用陷落法開採；由用條帶法、房柱法開採，發展到全面開採；由建築物下單個T作面的小塊回採，發展到階梯狀多個工作面的大面積全柱回採；由按上下層順序開採，發展到擇優開採。
建築物下採煤技術
(1)建築物下採煤必須具備的基本條件。建築物下採煤對建築物必須產生一定的影響。建築物受開採影響的破壞程度，取決於水平變形值的大小和建築物本身抵抗變形的能力。因此，進行建築物下採煤時，必須按開採設計並利用地表移動和變形參數資料進行地表移動和變形預計，掌握地面建築物的現狀，預計可能遭到的破壞程度。
(2)建築物下採煤可採取的技術措施。
①在密集建築群或重要建築物下開採，並難以在采前對建築物採取加固措施時，可採用長T作面或多個工作面聯合開採的全柱式開採方法或合理布置工作位置、開採邊界，使建築物位於下沉盆地中央部位，減小開採邊界附近地表變形。
②高敏感建築物下開採時，可採用條帶開採或水砂充填、矸石充填等方法管理頂板。應遵守下列規則：A．任一條帶煤柱應有足夠的強度和穩定性，足以支撐下覆岩層的載荷；B．采出條頻寬度應限制在不使地表出現波浪形下沉盆地；C．當開採近距離煤層群或厚煤層分層時，各層的保留條帶煤柱應上下對齊，儘可能不在條帶煤柱中穿切巷道；D．對堅硬的直接頂板不易冒落時，應採取強制放頂，使條帶煤柱處於三向應力狀態；E．近距離煤層或厚煤層分層開採，採用充填法管理頂板時，應採用上行開採順序。
③在特別重要的建築物下採煤時，可採取限制煤層或分層采高的措施，或減少開採煤層或分層層數等方法。在建築物下採煤時，在回採區應儘可能乾淨回採，必須殘留煤柱時，煤柱的寬度應儘可能小。
水體下採煤技術
(1)水體下採煤的條件要求。水體下採煤的條件要求是：開採後受影響的採區和礦井湧水量不超過其排水能力，不影響正常生產。因此，當開採煤層上覆水體時，必須留設安全煤岩柱，確定允許的開採上限標高。安全煤岩柱應按煤層上覆水體的類型不同，按下述要求留設。
①當開採煤層上方地表直接為湖泊、江河等水體，不允許導水裂縫帶波及水體，必須留設防水安全煤岩柱。
②當開採煤層上方地表為鬆散弱含水層或是已疏降的鬆散強含水層時，允許導水裂帶波及這類水體，但不允許冒落帶接近它。這時，可留設防砂安全煤岩柱。其高度應大於或等於冒落帶高度加上保護層厚度。
③開採煤層上方地表為鬆散弱含水層或是疏乾的鬆散含水層，當允許冒落帶接近鬆散層底部時，可留設防塌煤岩柱，其高度應近似等於冒落帶高度。
(2)水體下採煤的主要開採技術。
①當開採傾角小於55。並只留設了防砂安全煤岩柱(或防塌煤岩柱)的厚煤層時，應採用傾斜分層長壁式採煤方法，並儘可能減少第一、二分層的采高，增加分層之間開採的間歇時間。
②當開採傾角為55。～90。的煤層時，應採用分小階段間歇回採措施，同時加大回採工作面的走向長度。第～、二小階段的垂高一般應不大於20m。回採時嚴禁超限開採。如煤層頂底板岩層堅硬不易冒落時，宜採取強制分段切斷頂底板的措施，以防抽冒、切冒。
③在地表面水體、石灰岩岩溶水體或強含水層下採煤時，應在開採水平、採區之間留設隔離煤柱或建立可靠的防水閘門(牆)，適當地加大排水能力和容量。
④在水體下採煤時，應對受水威脅的工作面和採空區的水情加強監測，對水量、水質和水位動態等進行系統觀測及時分析；對採區周圍井巷、採空區及地表的積水區範圍和可能發生的突水通道作出預計，採取相應的措施，正確選擇安全避災路線。
⑤在採空區積水和基岩含水層下採煤，或可能遇到充水斷層破碎帶時，應採用巷道、鑽孔或巷道與孔結合的方法先探放、疏降水後開採。
鐵路下採煤技術
(1)鐵路下採煤必須具備的基本條件。鐵路下採煤的原則是：不影響列車的安全運行和採煤的安全進行。因此，在各項指標符合“有關規定的采深與分層單層或分層的采厚、鐵路等級”的要求，或本礦有成功的經驗和可能的數據時，方允許在鐵路下採用全面陷落法進行採煤或試采。但冒落帶的高度必須小於基岩厚度，開採傾斜煤層時，如果鐵路橫過煤層露頭或附近應採取相應措施，保證地表不出現下沉。
(2)鐵路下採煤在地面應採取的安全措施。
①成立維修隊伍，專門負責這一區段線路的維修工作。準備充足的維修材料，尤其是道碴和軌枕。
②按地表移動和變形預計結果加寬路基，以便及時填下沉路基，保持其穩定性。采前，要加強線路上部建築，使線路狀況符合《鐵路工務規則》的要求，並在預計移動較大區段增設防爬器、軌距拉桿或軌撐。
③開採後，加強對線路的巡視和移動觀測，及時採取順坡、起道、撥道、調整軌距和軌縫等措施，消除線路局部失格處所，使線路狀態均能達到《鐵路工務規則》的要求。
④當線路下沉速度較快一次起道量較大時，應按鐵路部門的規定，設定減速或停車信號保護。
⑤地表移動穩定後，應按鐵路部門的規定對線路最後進行一次縱、橫斷面整治。
