關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

一、概述

一般地講，當(dāng)建筑物所處的地表產(chǎn)生均勻下沉?xí)r，建筑物中不會產(chǎn)生附加應(yīng)力，因而對其自身也就不會帶來損害。但當(dāng)?shù)叵聺撍缓軠\時，地表下沉量較大會使?jié)撍簧仙?，造成建筑物長期積水或過度潮濕，降低了地基的強度，這就會影響建筑物的使用，甚至可能造成建筑物的破壞與倒塌。

地表水平變形對建筑物的破壞作用很大，尤其是拉伸變形。由于一般磚混結(jié)構(gòu)建筑物抵抗拉伸變形的能力遠(yuǎn)小于抵抗壓縮變形的能力，所以較小的地表拉伸變形就能使建筑物產(chǎn)生開裂性裂縫。一般在門窗洞口等薄弱部位最易產(chǎn)生裂縫，磚砌體的結(jié)合縫，建筑物結(jié)點（如房梁）也易被拉開。

目前從技術(shù)層面，解決建筑物下壓煤的技術(shù)途徑總體上分為兩大類。第一類主要是對地表建筑物采取一定的措施，包括對建筑物進(jìn)行整體搬遷，對建筑物進(jìn)行加固、維修，采用抗采動變形結(jié)構(gòu)措施。第二類主要是采用特殊的井下開采技術(shù)，以減小地表下沉和地表變形對地表建筑物的影響，需要（主要）有協(xié)調(diào)開采、全柱式開采、條帶開采、充填開采等，每種開采技術(shù)都有其適用性。

二、典型技術(shù)途徑

1.搬遷開采

搬遷開采是把壓煤村莊等建筑物搬遷到礦區(qū)內(nèi)或礦區(qū)外的無煤區(qū)或塌陷穩(wěn)定區(qū)，然后對原壓覆的煤炭資源進(jìn)行常規(guī)開采。對壓覆區(qū)域地表建筑物進(jìn)行搬遷后，所壓覆煤炭資源被完全解放，可按正常開采方法和工藝進(jìn)行開采，生產(chǎn)效率高，資源回收率高。但搬遷開采地表下沉大，對環(huán)境影響大。初期搬遷工作量大，搬遷時間長，新村尋址困難，成本高等缺點。搬遷開采適用于煤層厚度大、搬遷工作量小的村莊壓煤條件。

2.條帶開采

將開采區(qū)域劃分成正規(guī)的條帶，采一條，留一條，利用留設(shè)的條帶煤柱支撐上覆巖層，以減少覆巖的移動破壞，控制地表沉陷，達(dá)到保護(hù)地面建筑的目的，實現(xiàn)建筑物下壓煤的部分回收。根據(jù)條帶布置形式或開采方法不同可分為走向條帶、傾斜條帶、冒落條帶、充填條帶、定采留比條帶、變采留比條帶等等。該方法優(yōu)點是不改變采煤工藝，地表變形容易控制，不需要增加投資。目前條帶法開采在我國得到了廣泛的應(yīng)用，已在全國各礦區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用，取得了大量的實際觀測資料。條帶開采對于控制地表變形和保護(hù)地面建筑物效果顯著，已成為建筑物下采煤的一種十分有效的措施。

3.協(xié)調(diào)開采

協(xié)調(diào)開采方法就是利用臨近兩個煤層（或分層）或同一煤層的幾個工作面同時開采所產(chǎn)生的地表變形互相抵消的原理，來達(dá)到減小開采對地表的影響。根據(jù)地表變形的動態(tài)分布規(guī)律，在推進(jìn)中的工作面的上方地表

依次出現(xiàn)拉伸和壓縮變形區(qū)。多工作面開采時，通過在推進(jìn)方向上合理地布置工作面或開采順序，使地表變形相互抵消，起到保護(hù)建筑物的目的。在開采過程中，通過各個工作面配合，使被保護(hù)對象處于下沉盆地的中間區(qū)或壓縮變形區(qū)，其只承受動態(tài)變形以及最終的均勻下沉，而不承受最終的拉伸變形，因此可以有效地減少地表變形對地表建筑物的損害。協(xié)調(diào)開采只能減小地表變形，不能減小地表下沉，不適合在高潛水位礦區(qū)的建筑物下采煤。協(xié)調(diào)開采需要多工作面協(xié)調(diào)配合，開采管理難度大，對煤層條件要求高，實施難度較大。

4.充填開采

采空區(qū)充填開采是將工作面后方的采空區(qū)進(jìn)行充填，以達(dá)到控制上覆巖層移動和地表沉陷的目的。根據(jù)充填方式不同，充填開采有水力充填、風(fēng)力充填、機(jī)械充填、矸石自溜充填等之分。隨著充填材料和工藝技術(shù)的不斷改造和創(chuàng)新，充填體經(jīng)歷了最初不含膠結(jié)劑的水砂充填到低濃度膠結(jié)充填、高濃度膠結(jié)充填，現(xiàn)在又有全砂土固結(jié)材料和高水速凝材料固結(jié)充填。充填體可以有效地限制圍巖變形和位移，增加充填體剛性的同時，可以大大提高對圍巖的支護(hù)作用。充填開采利用沙、矸石等充填材料對采空區(qū)進(jìn)行充填，減少開采產(chǎn)生的地面沉降，保護(hù)地面受護(hù)物。目前國內(nèi)應(yīng)用的充填開采工藝主要有原矸充填、膏體充填和高水充填。充填開采是節(jié)約資源較好的方法，可以在保護(hù)地表建筑物的同時，最大程度地回收資源。但充填開采工藝復(fù)雜，影響開采效率，增加開采成本，且受充填材料的制約。

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