建筑物下多煤层条带开采技术研究硕士开题报告

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1、山东科技大学硕士研究生学位论文开题报告及论文工作计划论文题目建筑物下多煤层条带开采技术研究研究生姓名XX导师姓名、职称XX学科专业矿业工程研究方向XX入学年月2011年9月学院名称XX开题时间2012年10月9日2012年10月9日16一、立论依据1、课题来源、选题依据和立论背景课题为自选，以里彦煤矿建筑物下的15、16、17煤条带开采煤柱留设问题为研究背景。条带开采是把要开采的煤层划分成比较正规的条带进行开采，采一条，留一条，利用保留的煤柱支撑上覆岩层，从而减少覆岩沉陷，控制地表的移动和变形，达到地面保护目的的部分开采方法。从条带的布置形式及开采方法上包括:水砂充填条带、矸石充填条带、

2、冒落条带、分层冒落条带、近距煤层群条带、变采留比条带、不规则条带及古小窑老空区下条带等。尽管条带开采采出率低、资源损失严重，但由于我国矿区村庄密集，搬迁费用巨大，为解放村庄下压煤，条带开采作为一种减少地表沉降的特殊采煤法，近几年各矿区都应用条带开采进行了建筑物下采煤实践。条带开采源于房柱式开采，我国自抚顺胜利矿1967年利用充填条带法进行市区下采煤以来，先后在抚顺、阜新、蛟河、峰峰、鹤壁、平顶山、徐州等矿区进行了多个条带开采的试验与实践，创造了巨大的社会和经济效益，取得了一些有益成果。条带开采的研究涉及岩石力学（包括岩石及煤的强度，煤柱应力的变化及煤柱的稳定等）和开采沉陷学（包括条带开采

3、的沉陷机理、地表移动与变形的计算、开采方案的设计等）两大领域。对条带开采的研究主要分3个方面:现场试验与观测、模型试验和数值计算分析研究（包括力学的理论计算），模型试验以相似材料试验为主，条带开采的大部分研究成果基于模型试验结果和数值分析结果。国内外对单一煤层条带开采进行了大量研究，取得了丰硕的成果，但对多煤层条带开采的相关研究较少。煤炭在我国一次能源消耗中占70%左右，随着大量的煤炭资源从地下采出，开采所引起的地表沉陷及其环境灾害问题日益突出。在保证地面建（构）筑物安全的前提下，最大限度地开采煤炭资源是开采沉陷学科目前面临的主要问题。我国三下压煤储量较大，仅国有煤矿村庄下压煤就达522

4、亿t，其中，煤层群赋存的压煤量所占的比重较大，而且压煤开采研究较少。在单一煤层中，开采的煤层无需选择。可是，在煤层群压煤开采条带设计时，往往会因建筑物保护等级的限制，只能从多层煤中采出一层或几层。建筑物下采煤的关键问题之一是控制岩层及地表沉陷，岩层与地表沉陷控制也是矿山开采沉陷学的主要研究方向之一。尽管条带开采采出率偏低，资源损失率较大，但由于它能够有效地控制采场上覆岩层和地表移动，有利于保护地面建（构）筑物，有利于安全生产，而且一般不需要增加或较少增加生产成本，在现有的技术水平和经济环境下，条带开采还是我国解决村庄下、重要建筑物下及不宜搬迁建筑（构）物下等压煤开采的有效技术途径。因此，

5、研究探索新的理论和方法（如非线性科学）用于解决条带开采中的上述问题，16对更好地利用条带开采技术解放三下压煤，提高煤炭资源回收率、预防或减轻采动损害、保护地表建（构）筑物和矿区生态环境具有重要的理论和实际意义。16二、文献综述1、国内外研究现状、发展动态煤炭工业是我国的基础产业，其健康、稳定、持续地发展是关系到国家能源安全的重大问题，也是我国国民经济健康发展的基础。我国煤炭资源十分丰富，但随着部分老矿井可采煤量的枯竭，开采建（构）筑物下压煤已是势在必行。近几十年来，随着大量煤炭资源的采出，因开采而导致的环境问题日益突出，破坏了矿区生态环境和人类赖以生存的地表建（构）筑物和设施。条带开采法

6、是一种部分开采方法，能减少地表沉陷，有利于保护地面建（构）筑物和设施，是“绿色开采技术”体系中的重要措施之一，目前已成为建（构）筑物下等压煤开采的有效技术途径。目前开采建（构）筑物下压煤的常用方法有充填开采和条带开采等方法。由于充填开采法的费用较高，应用不广泛;条带开采法则因其对围岩扰动轻、地表移动变小的特点而得以广泛应用。国内外许多煤炭科技工作者对条带开采技术进行了大量深入的研究，取得了许多较为丰富的研究成果。国外如欧洲的主要采煤国家波兰、前苏联、英国等在上世纪50年代就开始应用条带法开采建筑物下，尤其是村镇、城市下压煤，己经取得了较为丰富的实践经验。我国自上世纪60年代开始应用条带开

7、采方法回采建筑物下、铁路下、水体下压煤，先后在全国10多个省的100多个条带工作面进行了条带开采，取得了丰富的研究成果现场观测资料和理论成果。但是，无论国外还是国内，有关对多煤层条带开采的地表沉陷机理与控制、覆岩及地表移动、采宽留宽优化设计等均缺乏更深入的研究。（1）在岩层与地表移动机理、运动规律方面的研究现状多年来，采矿和矿山测量工作者分别从不同的角度以不同的方法对岩层移动与地表沉陷规律进行了研究。经典唯象学方法的研究仅停留在对现