随着我国经济的快速增长和煤炭资源需求的不断扩大,建筑物下压煤开采成为了众多煤矿企业急需解决的问题。本文以大兴煤矿建筑群下五采区的实际地质条件和采煤方法为研究基础,探讨了在松散顶板条件下如何开展条带式开采,并提出了相应的开采方案。该研究对于充分利用条带式开采技术解放压在建筑物、铁路和水体下的煤炭(简称“三下”压煤),提高煤炭资源的回收率,预防或减轻开采过程中的地表损害,保护地表建筑物和矿区生态环境具有重要的理论价值和实践意义。
条带式开采法是一种特殊的煤炭开采方式,其核心在于将煤层划分为若干个条带,只选择部分条带进行开采,留下的煤柱起到支撑作用,以减轻或避免地表建筑物的损害。条带开采由于其开采过程中对地面建筑的影响相对较小,因此在建筑物密集区或地面建筑保护要求高的区域具有广阔的应用前景。
文中提到,早在19世纪末,德国就开始研究建筑物下采煤,并在埃森、帕哈姆、霍姆贝格等城市下方成功实施了充填条带采煤方法。俄罗斯作为世界主要的产煤国家,也在1938年开始在顿巴斯矿区进行建筑物下采煤,采用包括条带开采在内的多种措施。英国在开采缓倾斜煤层时发现充填方法效果不理想,随后采用了条带式采煤方法,并在城市、工厂和建筑群下压煤开采中取得了较好效果。这些国际经验对于我国煤炭行业在类似条件下的开采有着重要的借鉴作用。
我国煤炭资源丰富,分布在各地的煤田上方往往有众多的村庄、工厂和城镇,因此压煤问题普遍存在。据统计,仅在1977年,各地矿区的建筑物下压煤量已达到数十亿吨,这不仅严重阻碍了煤矿的生产和发展,还造成了国家资源的巨大浪费。因此,如何在保证地面建筑物安全的同时,最大化地回收煤炭资源成为了我国煤炭行业亟待解决的技术难题。
本研究所在的辽宁工程技术大学资源与环境工程学院的相关研究人员,结合大兴煤矿的实际情况,进行了条带式开采试验研究,并提出了适用于该矿区的开采方案。方案的设计充分考虑了地质条件、煤层特性、地表建筑物的分布及保护要求等因素。开采方案的提出和实施,有助于提升煤炭资源的回收率,预防或减轻开采对建筑物的损害,并保护矿区生态环境。
大兴矿位于辽宁省北部调兵山市区内,属于铁法煤田西南部,地理位置优越,靠近沈阳、铁岭等重要城市。大兴矿设计年产量为150万吨/年,井田境界范围较大,地表对应多个村庄和工厂,建筑物压煤问题严重。矿区地质构造复杂,表土层厚达130米,围岩属于难控围岩,煤层较软,普氏系数f<1,主要岩层为细砂岩和粉砂岩。这些地质条件都对煤炭的开采提出了更高的要求。
在具体的技术实施方面,研究中提出的松散顶板条带式开采方法包括合理布置工作面、协调开采、条带开采等措施。通过这些方法,可以在保证地表建筑物安全的前提下,最大限度地解放和回收煤炭资源。此外,采用合理的开采方案能够有效控制地表的移动和下沉,减少对建筑物的损害,保护矿区生态环境,实现经济效益和社会效益的双赢。
总结来说,大兴矿建筑群下松散顶板条带式开采方法的研究与实践,为我国其他矿区在类似地质条件和环境约束下开展煤炭资源的合理和高效开发提供了宝贵的经验。通过不断的技术创新和方法优化,可以更好地解决建筑物下压煤问题,实现煤炭资源的可持续开采和利用。