三下采煤技術(shù)的探討和構(gòu)建

朱斌+朱水康+張偉+姚顯君+張新華

摘要：三下采煤技術(shù)在煤炭企業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中取得了廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效益，企業(yè)要想提高整體競爭力就必須加強(qiáng)三下采煤技術(shù)的應(yīng)用，為提高我國整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：三下 ?采煤技術(shù) ?探討 ?構(gòu)建

1 三下采煤技術(shù)的現(xiàn)狀分析

三下采煤技術(shù)是指在建筑物下、鐵路下和水體下的采煤方法。據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示：我國各重大煤炭企業(yè)中三下采煤量逐年增長，隨著煤炭開采技術(shù)難度的增加，煤炭開采后地表塌陷問題不僅會引起嚴(yán)重的生態(tài)問題，還會給建筑物、鐵路、公路、橋梁以及管道等生活設(shè)施的正常使用帶來極大的困擾，煤炭企業(yè)因此承受較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時也影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)。因此，強(qiáng)化三下采煤技術(shù)，有利于減少實(shí)際開采過程中引發(fā)的各種問題，是促進(jìn)煤炭企業(yè)發(fā)展的重要手段。三下采煤技術(shù)主要有開采沉陷和覆巖破壞理論、計(jì)算分析以及特殊開采技術(shù)等。圖1是三下采煤技術(shù)的構(gòu)成圖。

2 三下采煤技術(shù)的探討和構(gòu)建

下文以建筑物下壓煤開采技術(shù)為主要研究對象，從地表移動觀測站設(shè)計(jì)、保護(hù)煤柱的留設(shè)以及建筑物的地上保護(hù)等方面著手，對三下采煤技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和探討。

2.1 地表移動觀測站設(shè)計(jì)。①建立觀測站的主要工作。以觀測站的設(shè)計(jì)方案為依據(jù)，設(shè)計(jì)人員必須在日常施工中進(jìn)行有效的指導(dǎo);技術(shù)分析和處理觀測站實(shí)施監(jiān)測到的相關(guān)數(shù)據(jù);結(jié)合觀測站測量的數(shù)據(jù)，分析并研究相關(guān)移動規(guī)律，確定移動的各項(xiàng)參數(shù)值;以相關(guān)數(shù)據(jù)為分析依據(jù)，計(jì)算出邊界角、移動角和下沉參數(shù)等;確定各項(xiàng)參數(shù)后繪制巖層分析圖，涉及下沉曲線、傾斜曲線以及曲率曲線等。②確定觀測站的形式及位置。觀測站的形式以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主，部分情況下可以采用剖面線狀觀測站。如果選用剖面線狀觀測站，通常會設(shè)置2條觀測線，其中一條觀測線以半走向?yàn)橹?，另一條觀測線以全傾向?yàn)橹鳌Ｗ呦蛴^測線的布置位置有嚴(yán)格控制，通常布置在工作面開切眼的一側(cè)，傾斜線布置在離開切眼較近的位置。③觀測方法。必須結(jié)合三下采煤位置的實(shí)際狀況選擇合適的測量方法，常用的測量方法有導(dǎo)線連接測量和三角高程測量法。導(dǎo)線連接測量法要求測量人員在傾斜和走向線上建立控制點(diǎn)，利用全球定位系統(tǒng)完成觀測站控制點(diǎn)的連接，接著進(jìn)行測量操作;高程測量要求綜合使用全站儀完成測量工作，全站儀上通常設(shè)有兩個測回測豎直角。

2.2 保護(hù)煤柱的留設(shè)。①垂線法留設(shè)保護(hù)煤柱。首先應(yīng)該確定受保護(hù)的范圍，在確定保護(hù)煤柱的范圍之后，再確定基巖受保護(hù)的區(qū)域，通常情況下，在計(jì)算保護(hù)區(qū)域的過程中必須明確受保護(hù)邊界與每層走向之間的夾角大小以及走向方向、上山方向和下上方向的基巖移動的夾角。②垂直剖面法。利用垂直剖面法確定保護(hù)煤柱的范圍要求明確選取的各項(xiàng)角值大小，這種方法使用于各種類型的建筑物保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)工作。

2.3 建筑物下壓煤開采技術(shù)。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，高層建筑物數(shù)量不斷增加，建筑物下壓煤開采面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和威脅。建筑物下壓煤開采技術(shù)以開采影響的移動規(guī)律和不同開采方式下地表的實(shí)際特點(diǎn)為依據(jù)，結(jié)合采煤方法的設(shè)計(jì)原則，為合理控制地表下降和地表變形等問題做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。建筑物下壓煤開采技術(shù)通常可以分為控制地表沉降，進(jìn)而提高建筑物地表整體強(qiáng)度的方法，常用的有條帶開采、填充開采和限厚開采等;另一種是通過控制相對位置地表影響造成的地表變形，從而減少實(shí)際開采過程中保護(hù)對象所受的破壞，常見的方法有協(xié)調(diào)開采和全柱開采等。

2.4 建筑物的地上保護(hù)。無論是村莊還是城市高層建筑地上保護(hù)措施通常分為煤炭開采之前的加固和開采之后的維修以及強(qiáng)化建筑物抗變形等措施。加固措施的主要對象是已經(jīng)存在的建筑物，抗變形措施的主要對象是采煤區(qū)域新建的建筑物。

建筑物的加固措施主要有變形縫處理和剛拉桿加固處理等方法。其中變形縫的處理在我國建筑物地下采煤中應(yīng)用十分廣泛，主要原因是這種處理方法具有經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性的特征，能夠有效提升建筑物的整體性能;剛拉桿加固方法要求在建筑物樓板或者檐口等位置設(shè)置剛拉桿，在分散建筑物所承載的拉應(yīng)力的同時，還能提高建筑物下壓煤的開采效率;剛勁混凝土圈梁加固。這種方法能夠有效提升建筑物抵抗地表水平和垂直變形的能力，主要運(yùn)用于較高的建筑物，墻壁圈梁主要設(shè)置在建筑物樓板或者檐口等位置;挖補(bǔ)償溝。這種方法主要運(yùn)用于建筑物地表已經(jīng)出現(xiàn)壓縮變形問題，通過在建筑物基礎(chǔ)周圍挖設(shè)一定深度的溝槽，減少地表變形狀況，從而增加建筑物的整體強(qiáng)度。

3 結(jié)束語

總之，三下采煤技術(shù)在我國煤炭企業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。要想進(jìn)一步提高我國三下采煤技術(shù)的開采能力，煤炭開采人員必須在明確三下煤炭開采技術(shù)現(xiàn)狀的前提下，對該技術(shù)進(jìn)行深入的探討和分析，為提高煤炭行業(yè)的發(fā)展水平提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]常杰.三下采煤技術(shù)的探討與研究[J].山西煤炭，2011（10）：51-53.

[2]王宏.三下采煤技術(shù)存在的主要問題和解決策略[J].科技致富向?qū)В?013（30）：122.

[3]陳鵬，陳曉龍.淺析建筑物下采煤技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（12）：95.endprint

摘要：三下采煤技術(shù)在煤炭企業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中取得了廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效益，企業(yè)要想提高整體競爭力就必須加強(qiáng)三下采煤技術(shù)的應(yīng)用，為提高我國整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：三下 ?采煤技術(shù) ?探討 ?構(gòu)建

1 三下采煤技術(shù)的現(xiàn)狀分析

三下采煤技術(shù)是指在建筑物下、鐵路下和水體下的采煤方法。據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示：我國各重大煤炭企業(yè)中三下采煤量逐年增長，隨著煤炭開采技術(shù)難度的增加，煤炭開采后地表塌陷問題不僅會引起嚴(yán)重的生態(tài)問題，還會給建筑物、鐵路、公路、橋梁以及管道等生活設(shè)施的正常使用帶來極大的困擾，煤炭企業(yè)因此承受較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時也影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)。因此，強(qiáng)化三下采煤技術(shù)，有利于減少實(shí)際開采過程中引發(fā)的各種問題，是促進(jìn)煤炭企業(yè)發(fā)展的重要手段。三下采煤技術(shù)主要有開采沉陷和覆巖破壞理論、計(jì)算分析以及特殊開采技術(shù)等。圖1是三下采煤技術(shù)的構(gòu)成圖。

2 三下采煤技術(shù)的探討和構(gòu)建

下文以建筑物下壓煤開采技術(shù)為主要研究對象，從地表移動觀測站設(shè)計(jì)、保護(hù)煤柱的留設(shè)以及建筑物的地上保護(hù)等方面著手，對三下采煤技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和探討。

2.1 地表移動觀測站設(shè)計(jì)。①建立觀測站的主要工作。以觀測站的設(shè)計(jì)方案為依據(jù)，設(shè)計(jì)人員必須在日常施工中進(jìn)行有效的指導(dǎo);技術(shù)分析和處理觀測站實(shí)施監(jiān)測到的相關(guān)數(shù)據(jù);結(jié)合觀測站測量的數(shù)據(jù)，分析并研究相關(guān)移動規(guī)律，確定移動的各項(xiàng)參數(shù)值;以相關(guān)數(shù)據(jù)為分析依據(jù)，計(jì)算出邊界角、移動角和下沉參數(shù)等;確定各項(xiàng)參數(shù)后繪制巖層分析圖，涉及下沉曲線、傾斜曲線以及曲率曲線等。②確定觀測站的形式及位置。觀測站的形式以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主，部分情況下可以采用剖面線狀觀測站。如果選用剖面線狀觀測站，通常會設(shè)置2條觀測線，其中一條觀測線以半走向?yàn)橹?，另一條觀測線以全傾向?yàn)橹鳌Ｗ呦蛴^測線的布置位置有嚴(yán)格控制，通常布置在工作面開切眼的一側(cè)，傾斜線布置在離開切眼較近的位置。③觀測方法。必須結(jié)合三下采煤位置的實(shí)際狀況選擇合適的測量方法，常用的測量方法有導(dǎo)線連接測量和三角高程測量法。導(dǎo)線連接測量法要求測量人員在傾斜和走向線上建立控制點(diǎn)，利用全球定位系統(tǒng)完成觀測站控制點(diǎn)的連接，接著進(jìn)行測量操作;高程測量要求綜合使用全站儀完成測量工作，全站儀上通常設(shè)有兩個測回測豎直角。

2.2 保護(hù)煤柱的留設(shè)。①垂線法留設(shè)保護(hù)煤柱。首先應(yīng)該確定受保護(hù)的范圍，在確定保護(hù)煤柱的范圍之后，再確定基巖受保護(hù)的區(qū)域，通常情況下，在計(jì)算保護(hù)區(qū)域的過程中必須明確受保護(hù)邊界與每層走向之間的夾角大小以及走向方向、上山方向和下上方向的基巖移動的夾角。②垂直剖面法。利用垂直剖面法確定保護(hù)煤柱的范圍要求明確選取的各項(xiàng)角值大小，這種方法使用于各種類型的建筑物保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)工作。

2.3 建筑物下壓煤開采技術(shù)。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，高層建筑物數(shù)量不斷增加，建筑物下壓煤開采面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和威脅。建筑物下壓煤開采技術(shù)以開采影響的移動規(guī)律和不同開采方式下地表的實(shí)際特點(diǎn)為依據(jù)，結(jié)合采煤方法的設(shè)計(jì)原則，為合理控制地表下降和地表變形等問題做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。建筑物下壓煤開采技術(shù)通常可以分為控制地表沉降，進(jìn)而提高建筑物地表整體強(qiáng)度的方法，常用的有條帶開采、填充開采和限厚開采等;另一種是通過控制相對位置地表影響造成的地表變形，從而減少實(shí)際開采過程中保護(hù)對象所受的破壞，常見的方法有協(xié)調(diào)開采和全柱開采等。

2.4 建筑物的地上保護(hù)。無論是村莊還是城市高層建筑地上保護(hù)措施通常分為煤炭開采之前的加固和開采之后的維修以及強(qiáng)化建筑物抗變形等措施。加固措施的主要對象是已經(jīng)存在的建筑物，抗變形措施的主要對象是采煤區(qū)域新建的建筑物。

建筑物的加固措施主要有變形縫處理和剛拉桿加固處理等方法。其中變形縫的處理在我國建筑物地下采煤中應(yīng)用十分廣泛，主要原因是這種處理方法具有經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性的特征，能夠有效提升建筑物的整體性能;剛拉桿加固方法要求在建筑物樓板或者檐口等位置設(shè)置剛拉桿，在分散建筑物所承載的拉應(yīng)力的同時，還能提高建筑物下壓煤的開采效率;剛勁混凝土圈梁加固。這種方法能夠有效提升建筑物抵抗地表水平和垂直變形的能力，主要運(yùn)用于較高的建筑物，墻壁圈梁主要設(shè)置在建筑物樓板或者檐口等位置;挖補(bǔ)償溝。這種方法主要運(yùn)用于建筑物地表已經(jīng)出現(xiàn)壓縮變形問題，通過在建筑物基礎(chǔ)周圍挖設(shè)一定深度的溝槽，減少地表變形狀況，從而增加建筑物的整體強(qiáng)度。

3 結(jié)束語

總之，三下采煤技術(shù)在我國煤炭企業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。要想進(jìn)一步提高我國三下采煤技術(shù)的開采能力，煤炭開采人員必須在明確三下煤炭開采技術(shù)現(xiàn)狀的前提下，對該技術(shù)進(jìn)行深入的探討和分析，為提高煤炭行業(yè)的發(fā)展水平提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]常杰.三下采煤技術(shù)的探討與研究[J].山西煤炭，2011（10）：51-53.

[2]王宏.三下采煤技術(shù)存在的主要問題和解決策略[J].科技致富向?qū)В?013（30）：122.

[3]陳鵬，陳曉龍.淺析建筑物下采煤技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（12）：95.endprint

摘要：三下采煤技術(shù)在煤炭企業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中取得了廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效益，企業(yè)要想提高整體競爭力就必須加強(qiáng)三下采煤技術(shù)的應(yīng)用，為提高我國整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：三下 ?采煤技術(shù) ?探討 ?構(gòu)建

1 三下采煤技術(shù)的現(xiàn)狀分析

三下采煤技術(shù)是指在建筑物下、鐵路下和水體下的采煤方法。據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示：我國各重大煤炭企業(yè)中三下采煤量逐年增長，隨著煤炭開采技術(shù)難度的增加，煤炭開采后地表塌陷問題不僅會引起嚴(yán)重的生態(tài)問題，還會給建筑物、鐵路、公路、橋梁以及管道等生活設(shè)施的正常使用帶來極大的困擾，煤炭企業(yè)因此承受較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時也影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)。因此，強(qiáng)化三下采煤技術(shù)，有利于減少實(shí)際開采過程中引發(fā)的各種問題，是促進(jìn)煤炭企業(yè)發(fā)展的重要手段。三下采煤技術(shù)主要有開采沉陷和覆巖破壞理論、計(jì)算分析以及特殊開采技術(shù)等。圖1是三下采煤技術(shù)的構(gòu)成圖。

2 三下采煤技術(shù)的探討和構(gòu)建

下文以建筑物下壓煤開采技術(shù)為主要研究對象，從地表移動觀測站設(shè)計(jì)、保護(hù)煤柱的留設(shè)以及建筑物的地上保護(hù)等方面著手，對三下采煤技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和探討。

2.1 地表移動觀測站設(shè)計(jì)。①建立觀測站的主要工作。以觀測站的設(shè)計(jì)方案為依據(jù)，設(shè)計(jì)人員必須在日常施工中進(jìn)行有效的指導(dǎo);技術(shù)分析和處理觀測站實(shí)施監(jiān)測到的相關(guān)數(shù)據(jù);結(jié)合觀測站測量的數(shù)據(jù)，分析并研究相關(guān)移動規(guī)律，確定移動的各項(xiàng)參數(shù)值;以相關(guān)數(shù)據(jù)為分析依據(jù)，計(jì)算出邊界角、移動角和下沉參數(shù)等;確定各項(xiàng)參數(shù)后繪制巖層分析圖，涉及下沉曲線、傾斜曲線以及曲率曲線等。②確定觀測站的形式及位置。觀測站的形式以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主，部分情況下可以采用剖面線狀觀測站。如果選用剖面線狀觀測站，通常會設(shè)置2條觀測線，其中一條觀測線以半走向?yàn)橹鳎硪粭l觀測線以全傾向?yàn)橹鳌Ｗ呦蛴^測線的布置位置有嚴(yán)格控制，通常布置在工作面開切眼的一側(cè)，傾斜線布置在離開切眼較近的位置。③觀測方法。必須結(jié)合三下采煤位置的實(shí)際狀況選擇合適的測量方法，常用的測量方法有導(dǎo)線連接測量和三角高程測量法。導(dǎo)線連接測量法要求測量人員在傾斜和走向線上建立控制點(diǎn)，利用全球定位系統(tǒng)完成觀測站控制點(diǎn)的連接，接著進(jìn)行測量操作;高程測量要求綜合使用全站儀完成測量工作，全站儀上通常設(shè)有兩個測回測豎直角。

2.2 保護(hù)煤柱的留設(shè)。①垂線法留設(shè)保護(hù)煤柱。首先應(yīng)該確定受保護(hù)的范圍，在確定保護(hù)煤柱的范圍之后，再確定基巖受保護(hù)的區(qū)域，通常情況下，在計(jì)算保護(hù)區(qū)域的過程中必須明確受保護(hù)邊界與每層走向之間的夾角大小以及走向方向、上山方向和下上方向的基巖移動的夾角。②垂直剖面法。利用垂直剖面法確定保護(hù)煤柱的范圍要求明確選取的各項(xiàng)角值大小，這種方法使用于各種類型的建筑物保護(hù)煤柱的設(shè)計(jì)工作。

2.3 建筑物下壓煤開采技術(shù)。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，高層建筑物數(shù)量不斷增加，建筑物下壓煤開采面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和威脅。建筑物下壓煤開采技術(shù)以開采影響的移動規(guī)律和不同開采方式下地表的實(shí)際特點(diǎn)為依據(jù)，結(jié)合采煤方法的設(shè)計(jì)原則，為合理控制地表下降和地表變形等問題做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。建筑物下壓煤開采技術(shù)通常可以分為控制地表沉降，進(jìn)而提高建筑物地表整體強(qiáng)度的方法，常用的有條帶開采、填充開采和限厚開采等;另一種是通過控制相對位置地表影響造成的地表變形，從而減少實(shí)際開采過程中保護(hù)對象所受的破壞，常見的方法有協(xié)調(diào)開采和全柱開采等。

2.4 建筑物的地上保護(hù)。無論是村莊還是城市高層建筑地上保護(hù)措施通常分為煤炭開采之前的加固和開采之后的維修以及強(qiáng)化建筑物抗變形等措施。加固措施的主要對象是已經(jīng)存在的建筑物，抗變形措施的主要對象是采煤區(qū)域新建的建筑物。

建筑物的加固措施主要有變形縫處理和剛拉桿加固處理等方法。其中變形縫的處理在我國建筑物地下采煤中應(yīng)用十分廣泛，主要原因是這種處理方法具有經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性的特征，能夠有效提升建筑物的整體性能;剛拉桿加固方法要求在建筑物樓板或者檐口等位置設(shè)置剛拉桿，在分散建筑物所承載的拉應(yīng)力的同時，還能提高建筑物下壓煤的開采效率;剛勁混凝土圈梁加固。這種方法能夠有效提升建筑物抵抗地表水平和垂直變形的能力，主要運(yùn)用于較高的建筑物，墻壁圈梁主要設(shè)置在建筑物樓板或者檐口等位置;挖補(bǔ)償溝。這種方法主要運(yùn)用于建筑物地表已經(jīng)出現(xiàn)壓縮變形問題，通過在建筑物基礎(chǔ)周圍挖設(shè)一定深度的溝槽，減少地表變形狀況，從而增加建筑物的整體強(qiáng)度。

3 結(jié)束語

總之，三下采煤技術(shù)在我國煤炭企業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。要想進(jìn)一步提高我國三下采煤技術(shù)的開采能力，煤炭開采人員必須在明確三下煤炭開采技術(shù)現(xiàn)狀的前提下，對該技術(shù)進(jìn)行深入的探討和分析，為提高煤炭行業(yè)的發(fā)展水平提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]常杰.三下采煤技術(shù)的探討與研究[J].山西煤炭，2011（10）：51-53.

[2]王宏.三下采煤技術(shù)存在的主要問題和解決策略[J].科技致富向?qū)В?013（30）：122.

[3]陳鵬，陳曉龍.淺析建筑物下采煤技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（12）：95.endprint