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“三下”压煤安全开采综合技术研究与思考卢晋敏（山西兰花科技创业股份有限公司技术中心）摘 要：本文系统的介绍了“三下”压煤开采技术在国内的研究及部分应用情况，如果能够在保证地表沉陷符合国家规定的前提下，最大限度地回收“三下”压煤，将为公司带来显著的经济效益和社会效益。
关键词：“三下”压煤;开采技术1前言煤炭占中国一次能源的70%左右，而且在未来几十年内，我国以煤为主的能源结构不会改变，随着国民经济的迅速发展，对能源的需求日益增加，致使采矿规模不断扩大。
为了保证煤炭的持续供给，现有易采可采的资源枯竭，必然使难采煤层、城市和村庄（镇）建（构）筑物下、铁路下、水体下（简称“三下”）压煤的开采成为矿区发展的趋势。
我公司下属各煤矿井田范围内，村庄下、铁路下、水体下有大量的压煤，均为较为优质的无烟煤，初步调查统计仅大阳、伯方、唐安三个生产矿井总计约8914万吨压盖储量。
不仅影响采区的布置和回采的连续性，而且大大降低了煤炭资源采出量，影响矿井经济效益。
如果能够在保证地表沉陷符合国家规定的前提下，最大限度地回收“三下”压煤，将为公司带来显著的经济效益和社会效益。
２ “三下”压煤开采技术目前，国内外在解决“三下”压煤问题时，选择的开采技术主要分为以下几类：（1）部分开采技术；（2）长壁式充填开采技术；（3）条带开采、充填相结合开采技术；（4）充分采动覆岩离层注浆开采技术。
2.1部分开采技术部分开采与长壁式全部陷落法开采不同，由于仅有部分煤炭被开采，而留设了保护煤柱，以支撑上覆岩层，从而达到减少控制地表沉陷和变形，实现对地面建筑物、地形、地貌及地下结构保护的目的。
在所有开采方法中，部分开采法相对最简单、成本低，但最大的缺点是采出率低，大约为40%，越是厚煤层和煤层群，采出率越低。
常用的方法包括：条带开采、房柱式开采、刀柱法等。
（1）条带开采方法属于部分采矿法，也叫压矿采矿法，是控制地表移动、变形和覆岩破坏的一种有效措施。
浅谈充填采煤技术在开采“三下”压煤中的应用文章介绍了目前我国“三下”采煤的主要技术，对发展迅速的充填采煤技术分别从固体充填、水力充填、胶结充填等三个方面进行了着重论述，提出了充填采煤技术设计体系，希望对煤矿充填开采提供参考。
标签：“三下”采煤；充填采煤；绿色开采1 概述我国煤炭资源丰富，目前累计查明资源储量约1150亿吨，煤炭在我国一次能源消费结构中所占比重达到70%，未来以煤炭供给为主的能源格局短期内不会改变，实现煤炭的绿色开采和清洁高效利用是解决能源问题、环境问题、保障国家能源安全的最主要途径。
当前我国“三下”压煤量已达到140亿吨，占累计查明资源储量的12%。
随着国民经济和国家建设的快速发展，“三下”压煤量还将持续增加，这不但造成了煤炭资源的巨大浪费，也严重制约着矿区的可持续发展。
因地制宜的推广应用充填采煤技术成为解放“三下”压煤、保护煤炭资源、实现绿色开采、构建和谐矿区的重要措施。
2 我国“三下”采煤技术现状目前，我国“三下”采煤技术主要有离层注浆、条带开采、充填开采。
离层注浆是将粉煤灰、水泥、胶结物等制备而成的浆料通过钻孔注入煤层上覆围岩的离层空间，浆料凝结后对上覆围岩特别是关键岩层起到支撑作用，从而减少采煤活动对地表的影响。
我国20世纪80年代在抚顺老虎台煤矿、大屯徐庄煤矿、新汉华丰煤矿等地进行了离层注浆实验，取得了一定的效果和经验，但该技术尚不能非常有效的控制地表下沉。
条带开采是将采区或盘区划分成较为规则的条带，相邻条带间隔开采，上覆围岩的重量将由保留的条带煤柱进行支撑，从而使地表只产生较小的移动或变形。
条带开采在我国东北、河南等地区得到了应用，该技术虽然便于实施，但是该技术本身必然会降低资源回收率，回采巷道每次仅能服务一个工作面使得吨煤掘进率高，另外在防治煤层瓦斯、煤层自燃等方面也会增加难度。
充填开采就是把充填物（如矸石、砂浆等物料）通过专用设备充填入工作面采空区来控制顶板的冒落，从而使地表仅产生微小的移动或变形。
贵州天健矿业集团股份有限公司保护煤柱留设及防水安全煤岩柱计算规范贵州天健矿业集团股份有限公司二0一二年七月十五日目录一、保护煤柱的留设 (3)（一）基本概念和参数 (3)1、岩层移动角 (3)2、下沉系数（η） (4)3、围护带宽度 (5)（二）保护煤柱的留设方法 (5)二、防水安全煤岩柱的计算 (7)1、目的和意义 (7)2、计算公式 (7)一、保护煤柱的留设（一）基本概念和参数1、岩层移动角指在充分采动情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界的连线与水平线之间在煤壁一侧的夹角。
符号为：下山移动角β；上山移动角γ；走向移动角δ；急倾斜煤层底板移动角λ；表土移动角ψ。
详见附图一。
附图一岩层移动角参数表附表1 序号名称符号取值范围备注1 下山移动角ββ=δ-（0.6-0.7）αβ与煤层倾角成反比。
α为煤层倾角2 上山移动角γ55-60°3 走向移动角δ55-60°4 底板移动角λ55-60°用于急倾斜煤层5 表土移动角ψ45-50°干燥土层取大值，含水土层取小值说明：因本公司下属煤矿暂无实测岩移数据，表中数据仅供参考。
2、下沉系数（η）指在充分采动情况下，开采水平煤层时的地表最大下沉量与采高（多煤层开采时取累计采高）之比。
在开采倾斜煤层时，由于上覆岩层大致沿岩层法线方向弯曲，最大下沉区的移动基本上是法向移动，最大下沉量应为法向移动量的垂直分量，因此，下沉系数等于最大下沉量除以煤层倾角余弦值与采高的乘积。
下沉系数的大小与上覆岩层的坚固性系数成反比，与采煤方法、顶板管理方式和开采面积有关，与采深关系不大。
下沉系数表 附表2序号 下沉系数 采煤方法 顶板管理 覆岩类型 适应范围1 0.6 长壁式 全部陷落法 坚硬 辉绿岩、石灰岩、石英岩、砾岩、砂砾岩、砂质页岩2 0.6-0.8 长壁式 全部陷落法 中硬 砂质页岩、泥质砂岩、页岩等 30.8-1.0长壁式全部陷落法软弱风化带岩石、粘土岩、第三系第四系表土层3、围护带宽度指建筑物边界与保护边界线之间的安全距离，一般取10-15m 。
山西省煤炭工业厅煤矿特殊条件开采暂行管理办法晋煤行发（2014）1561号第一章总则第1-1 条为巩固我省煤矿企业兼并重组整合成果，进一步加强我省煤矿资源管理和利用，促进煤矿企业安全发展、科学发展和可持续发展，根据《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第16号）、《生产煤矿回采率管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第17号）以及《煤矿安全规程》，特制订本办法。
第1-2 条本办法所称的煤矿，是指在山西省境内证照齐全、合法有效并完成煤矿生产能力登记公告的生产煤矿，建设煤矿涉及有关内容的按照批准的设计严格执行。
第1-3 条本办法所称的特殊条件开采，是指“三下开采、蹬空开采、边角煤开采、旧采空区复采”等。
第1-4 条鼓励煤矿企业在安全、合理、经济的前提下，进行特殊条件采煤，提高资源回收率。
鼓励煤矿企业开展特殊条件开采技术研究，采用适宜特殊条件开采的技术、工艺。
第1-5 条煤矿企业进行特殊条件开采必须编制技术方案或设计并制定针对性安全技术措施，按规定报批或备案，有关部门对特殊条件开采的可行性应进行充分论证。
第1-6 条禁止使用炮采等落后采煤工艺；水文地质条件复杂及以上、煤与瓦斯突出、自燃发火严重的矿井不得进行特殊条件开采。
第1-7 条进行特殊条件开采必须坚持集约生产，原则上在原批准的采煤工作面个数基础上，新增加的特殊开采工作面不超过一个，且矿井必须满足通风、排水、运输、供电、避灾等安全生产需要，并符合《煤矿安全规程》及其他规定。
煤矿必须按照登记公告能力组织生产，不得因增加特殊开采工作面超能力生产。
第1-8 条煤矿企业进行特殊条件开采，储量管理及回采率符合有关规定，设计应按有关要求确定合理的回采率，同时必须遵守《煤矿安全规程》及其他规定。
第二章“三下”开采第2-1 条“三下”开采必须严格执行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》、《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》的各项条款。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""第八篇建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第一章总则第!条煤炭是我国的主要能源和工业原料，是国家所有的非再生资源。
合理开采和优化利用煤炭资源，保护受开采影响区域内的主要井巷、建（构）筑物、水体、铁路和地面生态环境，保护矿井开采不受水体的威胁，使煤炭工业健康持续发展，适应可持续发展战略模式，是我国煤炭工业的主要技术政策。
根据《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿产资源法》、《煤炭工业技术政策》、《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国环境保护法》等有关规定，制定本规程。
本规程适用于包括国有煤矿在内的所有大、小煤炭企业。
第"条本规程包括：煤矿区建（构）筑物、水体、铁路和主要井巷保护煤柱或安全岩柱的留设原则与设计方法；压煤开采原则与方法；开采沉陷对地面生态环境影响评价原则与治理技术途径；煤柱留设与压煤开采的管理办法等。
凡煤矿矿区总体设计、矿井设计和矿井建设与生产等工作中涉及的上列问题，均应按本规程执行。
矿区工农业建设与生产中涉及的压煤与开采影响问题，亦可参照本规程执行。
第#条建（构）筑物、水体和铁路压煤和主要井巷煤柱的合理开采和采动对象的保护与治理，是煤炭行业和企业的计划、设计、生产、技术、地质、测量和基本建设等各部门的共同职责。
煤矿各级管理部门和企业，应根据矿区生产、建设发展需要，由总工程师领导上述部门制定有关开采、保护及治理的规划，积极稳妥地组织实施。
第$条建（构）筑物、水体、铁路及主要井巷所压煤炭资源应遵循煤炭资源优化利用原则，受护对象安全原则，保护生态环境原则和企业经济与社会效益原则，凡技术上可行、经济上合理，丢弃后带来永不可采或其它严重后果的，必须进行开采；技术条件可能，但尚无成熟经验的应积极进行试采；在目前技术条件下难以开采，但采用搬迁、就地重建、就地维修、改道（河流）和疏干或改造（地下含水层）等特殊措施，在经济上合理时，可进行开采。
《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》实施细则及补充规定第一章总则第1条为了合理的开采和优化利用煤炭资源，保护受开采影响区域内的主要井巷、建（构）筑物、水体、铁路和地面生态环境，保护矿井开采不受水体的威胁，结合冀中能源峰峰集团生产实践，特制定本实施细则及补充规定。
第2条建筑物、水体、铁路及主要井巷所压煤炭资源应遵循煤炭资源优化利用原则，受护对象安全原则，保护生态环境原则和企业经济与社会效益原则，凡技术上可行、经济上合理，丢弃后带来不可采或其他严重后果的，必须进行开采；技术条件可能，但尚无成熟经验的应积极进行试采；在目前技术条件下难以开采，但采用搬迁、就地重建、就地维修、改河道和疏干或改造等特殊措施，在经济上合理时，可进行开采。
否则应当留设永久保护煤柱或经有资格的技术咨询部门评估和主管部门批准放宽回采率要求，采出部分煤量。
第3条建筑物下、铁路下、近水体下安全采煤的原则是：建筑物下采煤时，对于零散建筑物，受开采影响后经过维修能满足安全使用要求；对于大片建筑群，受开采影响后大部分建筑物不维修或小修，少部分建筑物经中修和个别经大修能满足安全使用要求；在铁路下采煤时，经采取措施不影响列车安全运行；在近水体采煤时，受影响的采区和矿井涌水量不超过其排水能力、不影响正常生产，以及地面水利设施经维修不影响正常使用。
第4条有关单位在煤矿矿区范围内需要建设公用工程或者其他工程的，应当事先与各矿协商，经各矿同意后，方可建设，否则，煤矿不负责赔偿。
发现在井田范围内擅自进行项目建设的，煤矿应以书面形式报告政府并通知项目建设单位。
第5条建筑物及交通、水利等工程设施搬迁的新址，应尽量利用已经稳定的沉陷地，防止重复压煤。
第二章保护煤柱留设与压煤开采第一节煤柱留设管理第6条凡井田范围内及井田周边需要保护的建筑物、构筑物、铁路及对井下安全开采存在威胁的水体都要留设保护煤柱。
第7条煤柱分永久煤柱和呆滞煤柱两种。
永久煤柱为应用现有技术至矿井报废永远不能采出的煤炭资源，可列为矿井设计损失的煤炭资源；呆滞煤柱即临时煤柱是指暂时不能开采，必须经过专门研究才能开采的煤炭资源。
解读1.为什么要修订《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》（原《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》），修订的背景是什么？《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》自2000年颁布以来，经济社会取得了长足发展，特别是大量新基础设施的建设，如高速铁路、特高压输变电线路、高压输油气水管线和高速公路等的出现，对“三下”煤柱留设设计与压煤开采设计提出了新的要求。
如何对这些涉及国计民生的构筑物进行保护？是否可对其压煤进行开采？与此同时，我国煤炭开采技术发展迅速，“三下”煤柱留设与压煤开采相关的采动理论和工程实践等也都得到了许多创新成果和大量实测数据。
此外，新施行的《煤矿安全规程》对“三下”相关内容也进行了调整，这些问题的出现迫切要求对《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》进行修订以适应经济社会发展、技术发展和新《煤矿安全规程》的要求。
相比，新发布的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》有哪些重要调整？做出这些重要调整的原因？《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》共有9章135条和12个附录，修订后的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》共有10章135条和5个附录。
（1）新《规范》在章节上新增加第三章“构筑物下压煤留设与开采”与第八章第三节“煤矿开采沉陷区建设场地稳定性评价”内容。
从技术角度，构筑物与建筑物具有明显的差异。
过去，鉴于构筑物类型不多，其重要性也不凸显，所以在原《规程》将构筑物与建筑物合并叙述了。
随着社会发展，重要构筑物越来越多，它们的煤柱留设与压煤开采问题也越来越突出，因此，新《规范》强调了构筑物特点，对高速公路、高压输电线路、水工构筑物和长输管线的煤柱留设和压煤开采作了明确的规定，以适应社会发展的要求。
同时，目前煤矿开采沉陷区治理力度在加强，煤矿开采沉陷区具有广泛作为建设场地趋势，如，淮北矿区利用采煤沉陷区建设超高层建筑工程等，故新增了“沉陷区建设场地稳定性评价”内容，用于指导和规范煤矿开采沉陷区稳定性评价和建设。
山西省煤炭工业厅煤矿特殊条件开采暂行管理办法晋煤行发（2014）1561号第一章总则第1-1 条为巩固我省煤矿企业兼并重组整合成果，进一步加强我省煤矿资源管理和利用，促进煤矿企业安全发展、科学发展和可持续发展，根据《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第16号）、《生产煤矿回采率管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第17号）以及《煤矿安全规程》，特制订本办法。
第1-2 条本办法所称的煤矿，是指在山西省境内证照齐全、合法有效并完成煤矿生产能力登记公告的生产煤矿，建设煤矿涉及有关内容的按照批准的设计严格执行。
第1-3 条本办法所称的特殊条件开采，是指“三下开采、蹬空开采、边角煤开采、旧采空区复采”等。
第1-4 条鼓励煤矿企业在安全、合理、经济的前提下，进行特殊条件采煤，提高资源回收率。
鼓励煤矿企业开展特殊条件开采技术研究，采用适宜特殊条件开采的技术、工艺。
第1-5 条煤矿企业进行特殊条件开采必须编制技术方案或设计并制定针对性安全技术措施，按规定报批或备案，有关部门对特殊条件开采的可行性应进行充分论证。
第1-6 条禁止使用炮采等落后采煤工艺；水文地质条件复杂及以上、煤与瓦斯突出、自燃发火严重的矿井不得进行特殊条件开采。
第1-7 条进行特殊条件开采必须坚持集约生产，原则上在原批准的采煤工作面个数基础上，新增加的特殊开采工作面不超过一个，且矿井必须满足通风、排水、运输、供电、避灾等安全生产需要，并符合《煤矿安全规程》及其他规定。
煤矿必须按照登记公告能力组织生产，不得因增加特殊开采工作面超能力生产。
第1-8 条煤矿企业进行特殊条件开采，储量管理及回采率符合有关规定，设计应按有关要求确定合理的回采率，同时必须遵守《煤矿安全规程》及其他规定。
第二章“三下”开采第2-1 条“三下”开采必须严格执行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》、《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》的各项条款。
建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范国家安全监管总局国家煤矿安监局国家能源局国家铁路局2017年5月目录第一章总则 (1)第二章建筑物保护煤柱留设与压煤开采 (3)第一节建筑物保护煤柱的留设 (3)第二节建筑物压煤的开采 (5)第三章构筑物保护煤柱留设与压煤开采 (11)第一节构筑物保护煤柱的留设 (11)第二节构筑物压煤的开采 (12)第四章铁路保护煤柱留设与压煤开采 (16)第一节铁路保护煤柱的留设 (16)第二节铁路压煤的开采 (17)第五章水体安全煤（岩）柱留设与压煤开采 (21)第一节水体安全煤（岩）柱的留设 (21)第二节水体压煤的开采 (23)第六章井筒与工业场地及主要巷道保护煤柱留设与压煤开采 .. 30 第一节立井与工业场地保护煤柱的留设 (30)第二节斜井保护煤柱的留设 (33)第三节平硐、石门、大巷及上、下山保护煤柱的留设 (36)第四节立井井筒保护煤柱的回收 (37)第五节斜井保护煤柱的回收 (39)第六节平硐、石门、大巷及上、下山保护煤柱的回收 (39)第七章煤柱留设与压煤开采工作的管理 (40)第八章沉陷区环境影响评价与土地治理、利用 (41)第一节开采沉陷的环境影响评价 (41)第二节沉陷区的土地治理与利用 (41)第三节煤矿开采沉陷区建设场地稳定性评价 (42)第九章压煤开采的经济评价 (45)第十章附则 (46)附录1 本规范专用名词解释 (47)附录2 本规范用词说明 (50)附录3 地表移动影响计算 (51)附录4 近水体采煤的安全煤（岩）柱设计方法 (53)附录5 煤矿开采损坏建筑物补偿办法 (58)第一章总则第一条为了合理开采煤炭资源，保护建筑物（构筑物）、水体、铁路、主要井巷和地面生态环境，根据《煤炭法》《矿产资源法》《土地管理法》《铁路法》《水法》《物权法》《环境保护法》《公路法》《铁路安全管理条例》《煤矿安全规程》等制定本规范。
第二条本规范适用于中华人民共和国领域内所有生产和在建的煤矿。
“三下一上”采煤理论技术1.“三下一上”采煤技术现状建筑物下、铁路下、水体下、承压水体上开采，简称“三下一上”开采。
据目前不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”压煤量达到140亿吨以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60%以上，水体下（包括承压废岩水上）压煤占28%左右，铁路下压煤占12%左右，然而，到目前为止，我国仅从“三下”采出的煤炭约有10亿吨，只占整个“三个”压煤量的7%左右。
随着一些大中型煤矿开采时间的增长及其地表乡镇企业和农村住宅的建设和扩展，目前，已有很大一部分矿井已无较为正规完整的采区可供开采，造成很多矿井有储量而无法大规模开采的局面。
而有些矿井强行开采（不管对地表的影响），有些矿井因采掘接替协调顺序不对进行开采，引起对地表设施的大量或不该有的损坏，造成巨大的经济损失和紧张的工农关系，严重影响了煤矿企业的生产和经济效益。
从目前调查的结果得出，几乎所有的井下开采的煤炭大中型企业，都面临着大量的“三下”压煤问题，这些“三下”压煤量占目前矿井储量的10~15%，个别的甚至更多。
因此，如何逐步开采“三下”压煤，或如何规划矿井的采掘接替顺序，把对地表的影响控制在最低限度；或者如何搭配开采“三下”压煤，有计划地控制逐年的采动损害赔偿；或者以经济效益为第一要素采用一些特殊的开采方法,在不影响地表建（构）筑物的前提下部分开采出一些“三下”压煤量。
这些都是目前煤炭企业已经面临而必须研究解决的问题。
1．1 建筑物下采煤建筑物下开采是指那些不适合搬迁的城镇、工厂、居民区、村庄等所压矿层的开采，其中包括井筒矿柱的回收。
做到即采出资源，又要保护地面建筑物。
采取的措施主要是在井下开采时采取一些不同于普通的开采方法，以减少地面移动与变形，另外对地面的建筑物或构筑物采取加固与维修的方法，使其所受的采动影响和破坏程度在其本身允许的范围之内。
这在国内外都取得了诸多成功的经验。
波兰，从1950年起开始进行建筑物下采煤试验，到1980年，已从各种煤柱中采出近7000万t左右，占产量的40％一42％。
充填开采论文：完善充填开采管理解放“三下”压煤摘要：冀中能源峰峰集团通顺公司是一个开采50年的老矿井，可采资源逐年减少，在矿井残留的资源中，“三下”压煤储量占了相当大的比例，仅工厂附近就达到100万吨以上。
为了最大限度地回收矿井“三下”压煤储量,提高矿井经济效益,延长矿井服务年限, 冀中能源峰峰集团邯郸通顺矿业有限公司在充分分析论证的基础上,确定利用煤矸石似膏体自流充填技术进行“三下”压煤开采。
关键词：充填开采三下压煤技术管理冀中能源峰峰集团通顺公司在资源枯竭的情况下，经多方考察引进了符合矿情的《煤矸石似膏体自流充填》采煤技术，该项目符合国家法律、法规及有关行业标准，安全程度高并且可减少煤矸石的排放和环境污染。
该技术生产能力90～110m3/h，输送浆体质量浓度70%以上；管道自流输送的标准是管路系统几何充填倍线小于5～6属国内较领先的充填开采技术。
一、充填技术管理（一）方法对比工作面设计至少要有三个开采方案，先由工程技术人员初审，然后把安全第一，效益好的设计方案提交项目管理小组集体审查。
再根据审查意见将设计方案修改优化后报集团公司相关部门审批。
方案必须按各级部门审批要求实施。
方案在实施过程中发现问题后及时修（二）创新激励由于似膏体充填开采工艺是一个新课题，管理小组在一开始就制定了激励和奖励政策。
大大激发了干部、职工和工程技术人员的积极性。
先后将改进充填端头支设方法的准备区支准班给予“技术革新班组”和一定的物质奖励。
给予了生技企管部改进留巷开采的主管技术员“先进科技工作者”荣誉。
（三）矿压观测为了保证工作面安全生产，按照集团公司规定安装了顶板离层观测仪，加强了工作面支护压力观测。
安装了充填体内压力传感器，着专人负责。
及时分析和预测工作面压力变化情况，为充填开采科技支撑。
（四）地表观测为了保证项目达到预期设计预控指标，组成了地表观测小组，该小组克服了严寒酷署、工农关系等许多难题，圆满地完成了充填首采工作面的地表观测。
浅谈“三下”压煤开采方法摘要：我国“三下”压煤量大，严重制约了煤炭的正常开采，降低了开采回采率，增加了开采成本。
为了解放“三下”压覆的煤量，各煤炭企业都积极进行“三下”压煤开采，积累了大量经验、方法。
关键词：“三下”压煤；开采；方法一、前言“三下”压煤一般是指建（构）物下、铁路下、水体下压覆的煤炭资源。
目前我国煤矿“三下”压煤约为137.9亿吨，严重影响了煤炭资源的正常开采。
如何安全、经济解决“三下”压覆的煤量是国内、外专家一直在努力的方向。
本人自从毕业以来多次参与“三下”压煤开采方法的研究，对国内一些“三下”压煤开采方法进行了总结分析。
国内的“三下”开采技术分为二类：一类是地下开采保护技术；另一类是建筑结构保护技术。
一、地下开采保护技术控制采煤区地表沉降关键在于控制覆岩的下沉，最终达到保护地面建筑设施，使之受采动损害程度最小的目的。
矿区地表沉陷控制方法主要分10类。
1、留设保护煤柱法此法多用于保护工业广场、井筒及重要建筑物或用于浅部开采。
针对不同的保护对象，按要求留设一定尺寸的保护煤柱，对煤柱外的煤炭资源加以回采。
这种方法对于保护地面建筑与设施无疑是最有效的，但造成煤炭资源的损失；同时，由于煤柱留设尺寸的特殊性，使得柱外采区与工作面布设难度增大，影响高效生产。
此方法经常作为重要建（构）筑物及基础设施下的开采措施。
2、井下采空区充填法井下采空区充填方法是一项比较成熟的控制地表沉降措施，不仅可以大大减小覆岩的破坏程度，而且可使地表下沉值大幅度减少。
根据具体保护对象，可选择水砂充填、风力充填、矸石自溜充填、矸石带状充填等。
此方法的不足在于开采工序增多，影响生产效率，生产成本及矿井建设投资增大。
但在煤炭效益比较好的地区，此方法被广泛地应用。
采取此方法缺点是影响矿井高产高效及经济效益的提高。
3、局部开采法局部开采法主要包括条带开采法、房柱开采法及限厚开采法等。
该开采法在保证地面不出现波浪式下沉的前提下，选择适当的采留比，可回收煤炭资源40%~65%，目前在我国应用较多。
高速公路保护煤柱留设及压煤开采评价贾林刚（天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013）［摘要］随着高速公路的快速发展，高速公路下压煤资源成为“三下开采”中重要的一部分。
针对高速公路保护煤柱的压煤资源，结合高速公路的特点及相关规范中关于公路路基、路面容许变形值的要求，分析评价了条带开采和充填开采公路保护煤柱的可行性，并就具体工程实例预计了其地表变形值。
结果显示，在公路容许变形范围内，充填开采和条带开采可以开采回收高速公路保护煤柱的部分资源，提高资源开采回收率，可为公路下压煤开采提供有益借鉴。
［关键词］高速公路；保护煤柱；条带开采；充填开采［中图分类号］TD823.6［文献标识码］B［文章编号］1006-6225（2013）04-0091-03Evaluation of Mining under Expressway and Design of Protective Coal-pillar［收稿日期］2013－04－17［作者简介］贾林刚（1978－），男，内蒙古呼和浩特人，工程师，主要从事“三下”采煤、开采沉陷损害防治、露天边坡滑移治理等研究。
我国煤炭资源分布范围广泛，随着高速公路的建设发展，高速公路压煤资源越来越多，不仅造成了煤炭资源的大量损失，形成大量的呆滞煤量，影响矿区的煤炭采出率，同时也缩短了矿井生产服务年限，使井田形状变得复杂，直接影响矿井开拓布置和生产布局，增加了煤炭生产成本。
高速公路属于延伸长度大的线性建筑物，具有车辆运行速度快、密度高、运量大、服务年限长的特点，同时一般设有服务区、桥梁、高架桥、隧道等建（构）筑物，该类建（构）筑物对开采沉陷损害较为敏感。
因此，对于有高速公路通过的新老煤矿，既要提高高速公路压煤的资源回收率，又要保护高速公路的安全运行，这是老矿井延续开采年限和新矿井提前规划布局面临的重要课题［1 3］。
1高速公路煤柱分析1.1煤矿概况黑龙江省某煤矿是一座新建矿井，矿井设计年产量为0.3Mt 。
1.三下采煤技术P1:三下采煤新技术是指建筑物下,铁路下,近0水体下煤炭资源开采技术的统称,是多学科交叉的边缘学科技术.该技术涉及采煤,测量学,开采沉陷学,岩石力学和建筑学等学科,包括开采沉陷的理论计算分析和特殊采煤技术两大方面.包括地面建筑物留设煤柱的设计也属于三下采煤技术的范畴.2.条带开采P49：是指将要开采区域划分成比较正规的条带，采一条，留一条，利用保留的煤柱支撑上覆岩层，从而减少覆岩沉降，控制地表移动与变形，达到地面保护的目的。
优点：（1）：条带开采不改变原有的采煤方法（2）条带开采可依据保护体的要求，设计开采方案。
缺点：主要体现为采出率低、生产效率相对较低和巷道掘进量大三个方面。
条带开采的一般设计步骤：（1）初步确定条带开采宽度（2）初步确定条带留设煤柱宽度（3）分析确定条带尺寸（4）确定条带开采的实际尺寸（5）最终确定条带开采方案3.原位张裂理论P19：底板移动的原位张裂和零位破坏理论认为在自重和下部水压力的耦合作用下，其超前压力压缩段岩体整个结构呈现上半部受水平挤压、下半部受水平引张的状态，因而在其中部附近的底面上的原岩节理、裂隙等不连续面就产生岩体的原位张裂。
4.协调开采P55：协调开采技术是三下采煤技术中控制地表变形的采煤方法，它利用地表移动规律和工作面的相对位置及开采方向布置来实现减少开采影响变形。
5.全柱开采P56：全柱开采是利用开采影响的动态变形相对较小的特点，将保护柱置于开采区域中央，采用多工作面同时，匀速推进方式进行整个煤柱的开采，达到既开采煤柱又保护地面建筑物的目的。
6.充填开采P57：是利用顶板管理方法实现减少地表变形的开采技术，其实只是利用沙子、碎石或炉渣等材料充填采空区，借以支撑围岩，达到减少沉降的目的。
充填开采的优缺点：优点：（1）充填开采适用于各种条件的三下采煤问题，且对煤矿安全的通风，瓦斯、防灭火、顶板压力与冲击危害问题也有较好的防治作用。
（2）充填开采可最大限度回收三下压煤资源，减少煤炭资源损失。
建设项目压覆资源储量评估技术要求（供参考）根据2000年12月18日国土资源部国土资发386号文《关于规范建设项目压覆矿产资源审批工作的通知》(以下简称“通知”)要求，凡是准备建设铁路、公路、工厂、水库、输油管道、输电线路和各种大型建筑物或者建筑群的，建设单位必须向所在省、自治区、直辖市国土资源主管部门了解拟建工程所在地区的矿产资源分布情况和矿权设立情况。
压覆矿产资源的，建设单位提出压覆矿产资源申请，由地方或省级国土资源主管部门审查，出具是否压覆重要矿床证明材料或压覆重要矿床的评估报告，报省级国土资源主管部门或国土资源部批准。
为统一技术方法，确保评估工作质量，按期完成任务，在《通知》和《有关规范》的指导下，制订本技术要求。
一、目的任务为了解建设项目压覆矿产资源和储量、工程沿线矿产资源的分布情况和矿权设立情况，为建设项目的定线、实施及建成后的安全运行提供依据。
二、参考技术规范及依据及工作程序1.国家煤炭工业局2000年5月颁发的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（简称三下采煤规程）；2. 国家质量技术监督局1999年6月发布的GB/T17766-1999《固体矿产资源/储量分类》；3. 国土资源部2002 年12月发布的各种矿产地质勘查规范；4.所压覆区各类勘查报告和有勘探权、采矿权的地质报告及采掘图等(以最新、精度最高勘查资料为准)；5. 建设项目立项批文等；6.工作程序(见图)。
三、基本要求(一)应在充分收集和利用已有资料的基础上进行评估。
收集资料内容：建设项目所在地区的矿产资源分布情况和矿权设立情况，包括地质勘查报告和资源储量评审单位及批准资源储量类别和数量、现阶段勘查工作进展情况及矿权设置情况。
根据建设项目涉及范围以往地质工作成果，确定有无矿产资源及确定压覆矿产资源的种类。
工作程序图(二)野外调查主要内容：目前该范围内探矿权设置，矿山建设和开采情况。
其中包括矿山名称、位置及开采范围、矿山开采时限、生产规模、开采状况、采空区位置及矿山保有储量(以矿山提供最新资料为准)、矿山采矿许可证等。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""第八篇建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程第一章总则第!条煤炭是我国的主要能源和工业原料，是国家所有的非再生资源。
合理开采和优化利用煤炭资源，保护受开采影响区域内的主要井巷、建（构）筑物、水体、铁路和地面生态环境，保护矿井开采不受水体的威胁，使煤炭工业健康持续发展，适应可持续发展战略模式，是我国煤炭工业的主要技术政策。
根据《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿产资源法》、《煤炭工业技术政策》、《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国环境保护法》等有关规定，制定本规程。
本规程适用于包括国有煤矿在内的所有大、小煤炭企业。
第"条本规程包括：煤矿区建（构）筑物、水体、铁路和主要井巷保护煤柱或安全岩柱的留设原则与设计方法；压煤开采原则与方法；开采沉陷对地面生态环境影响评价原则与治理技术途径；煤柱留设与压煤开采的管理办法等。
凡煤矿矿区总体设计、矿井设计和矿井建设与生产等工作中涉及的上列问题，均应按本规程执行。
矿区工农业建设与生产中涉及的压煤与开采影响问题，亦可参照本规程执行。
第#条建（构）筑物、水体和铁路压煤和主要井巷煤柱的合理开采和采动对象的保护与治理，是煤炭行业和企业的计划、设计、生产、技术、地质、测量和基本建设等各部门的共同职责。
煤矿各级管理部门和企业，应根据矿区生产、建设发展需要，由总工程师领导上述部门制定有关开采、保护及治理的规划，积极稳妥地组织实施。
第$条建（构）筑物、水体、铁路及主要井巷所压煤炭资源应遵循煤炭资源优化利用原则，受护对象安全原则，保护生态环境原则和企业经济与社会效益原则，凡技术上可行、经济上合理，丢弃后带来永不可采或其它严重后果的，必须进行开采；技术条件可能，但尚无成熟经验的应积极进行试采；在目前技术条件下难以开采，但采用搬迁、就地重建、就地维修、改道（河流）和疏干或改造（地下含水层）等特殊措施，在经济上合理时，可进行开采。
否则应当留设保护煤柱或经有资格的技术咨询部门评估和主管部门批准放宽回采率要求，采出部分煤量。
第!条本规程规定建（构）筑物下、铁路下、近水体安全采煤的原则是：在建（构）筑物下采煤时，对于零散建（构）筑物，受开采影响后经过维修能满足安全使用要求；对于大片建筑群，受开采影响后大部分建筑物不维修或小修，少部分建筑物经中修和个别经大修能满足安全使用要求；在铁路下采煤时，经采取措施不影响列车安全运行；在近水体采煤时，受影响的采区和矿井涌水量不超过其排水能力、不影响正常生产，以及地面水利设施经维修不影响正常使用。
第"条土地和耕地的破坏与保护是煤矿企业生产建设中面临的量大面广的课题，它直接关系到煤炭生产和农业生产，关系到农民生活和工农关系，政策性很强。
应根据《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国环境保护法》的规定执行，经过技术经济论证，本着谁损坏，谁修复，恢复利用，因地制宜、综合治理的原则，与有关方面协商解决。
第#条根据《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿产资源法》规定，未经煤矿企业同意，任何单位或者个人不得在煤矿企业依法取得土地使用权的有效期间内在该土地上种植、养殖、取土或者修建建（构）筑物。
在煤矿矿区范围内需要建设公用工程或者其他工程的，有关单位应当事先与煤矿企业协商，选择适宜位置，并按本规程要求，采取相应技术措施，达成协议并经所在省、直辖市、自治区人民政府煤炭主管部门批准后，方可施工。
否则，煤矿不负责赔偿。
第$条矿区内现有建（构）筑物及交通、水利等工程设施搬迁的新址，由矿区所在地人民政府责成主管部门主持与煤炭企业协商选定，防止重复压煤，应尽量利用已经稳定的沉陷地作为搬迁新址。
第%条在勘探受水体威胁的矿区或井田时，地质勘探部门应根据勘探区的具体条件和矿井设计实际需要，并参照本规程的相应要求，安排水文地质勘探工作，获得设计开采水体压煤所必需的水文地质资料，并编入报告。
第&’条在矿区总体规划和矿井设计中，应根据矿区（井）的自然、经济、技术和管理条件，对建（构）筑物、水体、铁路及主要井巷的压煤开采，以及恢复地面生态环境可行性进行技术论证和经济评价。
因采取专门措施所发生的附加费用应分别计入基建投资和生产成本。
第!!条对建（构）筑物、水体、铁路及主要井巷压煤量大的矿井，应尽可能在井位选择、开拓部署、巷道布置、开采程序，采煤方法和顶板管理方法等方面采取相应的措施，以最大限度地减轻开采影响的破坏作用，实现少丢煤、少搬迁及安全生产要求。
工业场地布置力求紧凑，少占地、少压煤。
煤田上方的主要建（构）筑物要尽量采取抗采动结构措施。
第!"条煤炭开采必然伴随着发生围岩及地表移动和变形。
各矿区的围岩及地表移动规律及有关参数具有地区特性，获取和积累有关围岩及地表移动的科学数据，是煤矿企业工程技术人员和有关业务部门的职责。
每个矿区应有计划、有目的地开展上述科学试验与现场监测，综合分析，求取参数，总结规律，用于解决本区的开采沉陷问题。
第!#条本规程是依据长壁全部垮落法或长壁分层开采垮落法为主的科学数据与实践经验编制的。
对于其它采煤方法或特殊的地质条件可参照本规程执行。
第二章建（构）筑物保护煤柱留设与压煤开采第一节建（构）筑物保护煤柱的留设第!"条按建（构）筑物的重要性、用途以及受开采影表#$%$!矿区建（构）筑物保护等级划分保护等级主要建（构）筑物!国务院明令保护的文物和纪念性建筑物；一等火车站，发电厂主厂房，在同一跨度内有两台重型桥式吊车的大型厂房，平炉，水泥厂回转窑，大型选煤厂主厂房等特别重要或特别敏感的、采动后可能导致发生重大生产、伤亡事故的建（构）筑物；铸铁瓦斯管道干线，大、中型矿井主要通风机房，瓦斯抽放站，高速公路，机场跑道，高层住宅楼等"高炉，焦化炉，%%&’(以上超高压输电线路杆塔，矿区总变电所，立交桥；钢筋混凝土框架结构的工业厂房，设有桥式吊车的工业厂房，铁路煤仓、总机修厂等较重要的大型工业建（构）筑物；办公楼，医院，剧院，学校，百货大楼，二等火车站，长度大于%&)的二层楼房和三层以上多层住宅楼；输水管干线和铸铁瓦斯管道支线；架空索道，电视塔及其转播塔，一级公路等#无吊车设备的砖木结构工业厂房，三、四等火车站，砖木、砖混结构平房或变形缝区段小于%&)的两层楼房，村庄砖瓦民房；高压输电线路杆塔，钢瓦斯管道等$农村木结构承重房屋，简易仓库等注：凡未列入表#$%$!的建（构）筑物，可依据其重要性、用途等类比其等级归属。
对于不易确定者，可组织专门论证，并报省、直辖市、自治区煤炭主管部门审定。
响引起的不同后果，将矿区范围内的建（构）筑物保护等级分为四级（表!）。
第!"条在矿井、水平、采区设计时应划定保护煤柱的建（构）筑物有：!）矿井无可靠抵抗地表变形措施的工业场地建（构）筑物，以及远离工业场地的矿井主要通风机及其风道等设施。
#）国务院明令保护的文物、纪念性建（构）筑物。
$）目前条件下采用不搬迁或就地重建等方式进行采煤在技术上不可能或经济上不合理，而搬迁又无法实现或在经济上严重不合理的建（构）筑物。
%）煤层开采后，重要建（构）筑物所在的地表可能产生抽冒、切冒、滑坡等形式的塌陷漏斗坑、突然下沉或滑动崩塌，造成对重要建（构）筑物地基严重破坏的。
"）建（构）筑物所在的地表下面潜水位较高，采后因地表下沉导致建（构）筑物及其附近地面积水，而又不能自流·排泄或采用人工排泄方法经济上不合理的。
&）重要河（湖、海）堤、库（河）坝、船闸、泄洪闸、泄水隧道和水电站等大型水工建筑工程。
’）高速公路、机场跑道。
上述各类建（构）筑物保护煤柱，在其条件符合第#(条或第#)条规定时，允许进行开采或试采。
第!&条确定建筑物保护煤柱的允许地表变形值采用下列数值：倾斜：!*+$,,-,；曲率："*+./#0!.1$-,；水平变形：!*+#,,-,。
第!’条地面受护面积包括受护对象及其周围的围护带。
围护带宽度根据受护对象的保护等级确定，一般可按表#规定的数值选用。
表(1#1#建（构）筑物各保护等级煤柱的围护带宽度建（构）筑物保护煤柱等级!"#$围护带宽度（,）#.!"!."建（构）筑物受护边界应不出现过多的边、角。
当建（构）筑物受护面积较小时，应酌情加大其保护煤柱尺寸，以避免在建（构）筑物受护面积内因地表变形叠加而超过其允许变形值（见附录九例!）。
第"#条设计建（构）筑物受护边界可选用下列方法："）在平面图上通过受护对象角点作矩形，使矩形各边分别平行于煤层倾斜方向和走向方向；在矩形四周作围护带，该围护带外边界即为受护边界。
$）在平面图上作各边平行于受护对象总轮廓的多边形（或四边形）；在多边形（或四边形）各边外侧作围护带，该围护带外边界即为受护边界。
第"!条对于必须留设保护煤柱的建（构）筑物，其保护煤柱边界可按移动角采用垂直剖面法（适用于各类建（构）筑物）、垂线法（多用于延伸形构筑物）、数字标高投影法（主要适用于倾角变化较大的煤层）之一设计。
具体设计方法见附录九例"、例$、例%及例"$。
各主要矿区（井）移动角值及地表变形计算参数见附录五。
新矿区移动角值和地表变形参数可按类比方法确定（见附录五）。
第$&条用垂直剖面法设计与煤层走向斜交的受护对象保护煤柱时，应符合下述原则：在松散层内采用!角划直线；在基岩内则分别以斜交剖面移动角!!、"!代替!!、"角划直线。
直线与煤层底板的交点即为保护煤柱在煤层该斜交剖面上的上、下边界。
!!、"!角按下式计算：’()!!*’()$!’+,$#-’()$$,./$!#’()"!*’()$"’+,$#-’()$$,./$!#式中"、!和$———分别为上山、下山和走向方向的岩层移动角；#———围护带边界与煤层倾向线之间所夹的锐角。
第$"条用垂线法设计与煤层走向斜交的受护对象保护煤柱时，煤柱在煤层上山方向垂线长度0和下山方向垂线长度1按下式计算：0*（234）’()"5"-’()"5’+,#()$·$%%"·"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""第八篇建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程!"（#$%）&’(!) *$&’(!)&+,"’(#式中!———松散层厚度，-；"———煤层到地表的垂深（从受护边界起在松散层中以!角作直线与基岩面相交，"值为过此交点的煤层深度）；"———煤层倾角。
