煤矿开采沉陷论文减沉控制技术论文
- 格式：doc
- 大小：21.50 KB
- 文档页数：5
煤矿开采沉陷论文减沉控制技术论文
【摘 要】在煤矿开采中采用减沉开采技术可以提高开采效益。在所有工程建设中，最重要的原则都是安全第一，煤矿开采工程中安全问题是影响工程顺利完成的关键所在。研究煤矿开采过程的危险技术因素的意义重大，作为新时期背景下的矿产开采工作人员，需要具备判断危险技术因素并采取相应措施的能力，与时代发展的需要保持同步，坚持可持续发展理念和人性化的原则，以提高煤矿开采工作的安全系数为主要任务，在确保工作人员安全的条件下提高煤矿开采工作的效率，为国家矿产开采事业的可持续发展做出贡献。
煤矿开采工作效率以及企业经济效益的提高关键在于保障煤矿开采作业的安全有序进行，在煤矿开采过程中需要对所有潜在的危险技术因素进行全面地分析，并采取具有针对性的措施来防止危险事故的发生，提高煤矿开采作业的安全系数，保证矿业的可持续发展。在煤矿开采过程中，危险因素主要存在于井巷施工工程、巷道开拓工程以及矿产挖掘工程中，对于这些施工作业环节中存在的危险技术因素需要采取针对性的应对措施，以提高煤矿开采过程的安全性和矿产开采的效率，确保矿产能够安全高效地开采，为国家煤矿开采事业的可持续发展做出贡献。
1. 煤矿开采过程中沉陷的危害
开采沉陷会给地面建筑物造成安全隐患，影响的程度与地表移动变形的类型有关，导致桥梁、民房、地下管线等地面建筑物出现变形和破坏的根本原因是地表移动的曲率和水平变形。其中曲率可以分为凸曲率和凹曲率，地表因挤压等原因变为曲面，会使建筑物基础与地表间失去力的平衡。当地表曲率为凸曲率时，上方的建筑物基础的两段会处于悬空状态，建筑物边缘会出现倒八字形的裂缝。而当地表曲率为凹曲率时，建筑物基础会变为两端有支点的简支梁，建筑物边缘会出现正八字形的裂缝。水平变形主要包括拉伸变形以及压缩变形两种，其中以拉伸变形对于建筑物的损害最大，往往建筑物抵抗拉伸变形的能力都小于抵抗压缩变形的能力，拉伸变形的幅度即使不大也能够使建筑物出现裂缝。而当压缩变形幅度较大时才会造成建筑物地基的破坏，砖墙出现水平裂缝或褶曲。
此外，开采沉陷对铁路线也会有不良影响。当于铁路下进行开采时，地表的移动以及变形会以路基变化的形式表现在线路上，例如地表倾斜。地表倾斜会破坏路基的稳定性，若倾斜的方向与坡体方向一致，便会出现陡坡路堤、高路堤以及深路堑等稳定性比较差的地段变得更加危险。并且地表水平变形会导致路基出现拉伸和压缩变形，其中拉伸变形会导致土质路基密实度降低而产生裂缝，土质路基具有一定的孔隙度，可以缓解在一定范围中的压缩变形。道床、轨枕以及钢轨等铁路线路主要组成部分的标高和平面位置会受到路基移动变形的影响，会导致铁路线路坡度、两钢轨的高度、线路方向、轨缝以及轨距出现变化，从而影响到正常的工作状态。
2. 减沉控制技术的应用
2.1 条带开采法
所谓条带开采法是指将被开采的煤层具体划分为几个甚至更多条带，在各条带中间间隔开采，当条带采出后，剩余的条带则用来支撑上覆岩层。条带开采具有引发地表移动与变形程度较小的优点，冒落条带开采的下沉系数大约在0.10到0.20之间，因此只要科学选取条带开采的尺寸，就能够使地表出现单一平缓的下沉盆地，不会出现波浪式的下沉盆地。此外，条带开采可以有效避免地表变形和下沉，目前实践应用中减沉率高达90%。然而条带开采法会增加巷道的掘进率，相应地降低采出率，只有30%到60%左右，因此，条带开采发比较适用于煤层埋深在400到500米之间的，顶层板岩层硬度较高的单一薄层以及中厚煤层。
2.2 房柱开采法
房柱开采是指从煤房或巷道中开采煤层时，在各煤房以及巷道之间设置煤柱，煤柱的形状根据具体情况而定，开采结束后用煤柱来支撑顶板。房柱开采主要有开拓准备工作量少，设备投资小，机械搬迁运转更加灵活以及支护简便等优点，并且不会给巷道造成太大压力，对于围岩不会造成破坏，因此地表下沉量较小。然而缺点在于采出率较低，通风差，需要特殊的地质条件。房柱开采比较适用于埋深在300m以下的近水平薄或中厚煤层，顶板的稳定性要在中等以上，瓦斯含量较小，并且开采时煤房的宽度要在5m以上。
2.3 填充开采法
利用一些外来填充材料例如砂子，碎石等填充采空区域称为填充开采，填充可以减小开采煤层的厚度，可以更有效地控制岩层的移动以及防止地表沉陷。填充开采根据选用填充材料的不同分为水砂充填、矸石充填、膏体充填和高水材料充填等。根据填充位置的区别可以分为冒落区充填、采空区充填以及离层区充填。根据填充动力的不同区分为水力充填、自溜充填、风力充填以及机械充填。填充开采的优点在于对岩层扰动以及破坏相比其他方法更小，在三下保水采煤、坚硬顶板管理及减灾等方面价值很高。可以有效减少地表沉陷，提高资源的回收率，便于处理开采废弃物。然而缺点在于无法均衡采煤生产与填充生产的关系，采矿的效益还需要弥补填充物的成本，填充材料的供需问题等。
3. 其他注意事项
此外还要注意地下水对于煤矿开采工程的影响。在自然情况下地下水的动力作用很小，不具有明显的威胁性，然而随着人为工程施工活动的开展，地下水天然动力平衡条件被破坏，动水的压力增大，从而在动水的压迫下会引发一系列严重的岩土工程危害。大部分由地下水引发的岩土工程危险事件都是由地下水位变化以及地下水动水压力作用导致的。其中水位的变化原因比较复杂，自然因素和人为因素都会使地下水位出现升降，当升降幅度达到一定程度时就会给岩土工程带来隐患，目前发生率最高的岩土工程危害主要包括地下水位上升引起的危害、地下水位下降引起的危害以及地下水位频繁变化引起的危害。地下水位的变化对于矿源和岩土体的意义重大，在膨胀性岩土地域进行勘察时需要着重研究该地的水文地质条件，尤其是地下水位的变化幅度和频率。
结语 在煤矿开采中采用减沉开采技术可以提高开采效益。在所有工程建设中，最重要的原则都是安全第一，煤矿开采工程中安全问题是影响工程顺利完成的关键所在。研究煤矿开采过程的危险技术因素的意义重大，作为新时期背景下的矿产开采工作人员，需要具备判断危险技术因素并采取相应措施的能力，与时代发展的需要保持同步，坚持可持续发展理念和人性化的原则，以提高煤矿开采工作的安全系数为主要任务，在确保工作人员安全的条件下提高煤矿开采工作的效率，为国家矿产开采事业的可持续发展做出贡献。
参考文献
[1] 黄启林.煤矿开采工程施工中几个不安全技术因素及对策[J].能源与环境，2010，（04）：27-30.
[2] 王庚，刘作为，韦庆发.煤矿开采工程施工中的不安全技术因素及对策分析[J].才智，2012，（11）：33-36.
[3] 赵迪.煤矿开采工程施工中不安全技术因素及对策[J].科技风，2011，（05）：113-115.
[4] 任福勇.煤矿开采工程施工中不安全技术因素及对策[J].科技资讯，2012，（25）：44-45.
[5] 李兴尚，许家林，朱卫兵等.从采充均衡论煤矿部分充填开采模式的选择[J].辽宁工程技术大学学报，2008，27（2）：168-171.
