东欢坨矿建筑物下条带开采方案设计与应用.pdf

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1、煤炭工程第４８卷第６期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４８，Ｎｏ?６ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１６０６００２东欢坨矿建筑物下条带开采方案设计与应用刘在祥（煤炭工业石家庄设计研究院，河北石家庄０５００００）摘要：通过对东欢坨矿南一采区现有井下工程情况及煤层稳定性分析，结合东欢坨矿建筑物下（简称“建下”）开采现状及目前国内建下开采技术水平，设计采用采宽６０ｍ、留宽７０ｍ的条３Ｄ带开采方案，并预计地表沉陷及移动变形。采用ＦＬＡＣ有限差分法进行数值模拟，模拟结果显示，所采用的开采方案对地表造成的移动变形及沉陷均较小，能够保证对地表建筑物破坏在Ⅰ级

2、以下。工程实践证明了模拟计算的准确性。该开采方案在一定程度上延长了矿井的服务年限，降低了煤炭生产成本，提高了煤炭生产效率。关键词：建筑物下条带开采；方案设计；地表沉陷；数值模拟；现场观测中图分类号：ＴＤ８２２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１６）０６⁃０００４⁃０４ＤｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｉｐｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇｉｎＤｏｎｇｈｕａｎｔｕｏｃｏａｌｍｉｎｅＬＩＵＺａｉ－ｘｉａｎｇ（ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｓｈｉｊｉ

3、ａｚｈｕａｎｇ０５００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｓｅａｍｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎＤｏｎｇｈｕａｎｔｕｏｍｉｎｅＮｏ?１ｓｏｕｔｈｍｉｎｉｎｇａｒｅａ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｍｉｎｉｎｇｓｉｔｕａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｄｏｍｅｓｔｉｃｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｌｅｖｅｌ，ａｓｔｒｉｐｍｉｎｉｎｇｓｃｈｅｍｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈ６０ｍｍｉｎｉｎｇｗｉｄｔｈ，ａｎｄ７０ｍｒｅｔａｉｎｉｎｇｗｉｄｔｈ，ａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｕｂ

4、ｓｉｄｅｎｃｅａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｒｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄ．３ＤＦＬＡＣｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｓｕｒｆａｃｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｓｓｍａｌｌｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｃｈｅｍｅ，ｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓｗｉｔｈｉｎｇｒａｄｅＩ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｈａｓｐｒｏｖｅ

5、ｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｏｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃａｎｅｘｔｅｎｄｔｈｅｍｉｎｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅ，ｒｅｄｕｃｅｃｏａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃｏａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｒｉｐｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎ；ｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｆｉｅｌｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ煤矿开采对环境造成的最大影响是采空区的沉降。我及移动变形，采用数值模拟与现场

6、实测相结合的方式对方国的许多煤矿存在着大范围的塌陷区，造成地表环境的破案效果进行验证，以确定适合于东欢坨矿建下的开采方案。环、建筑物的失稳下沉，最终导致整个村庄搬迁，致使煤１工程背景［１］炭开采成本大幅度增加。与此同时，由于煤炭资源的过［２，３］渡开发，我国的“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）东欢坨矿作为开滦集团公司的主力矿井，从１９８８年４开采问题日益凸显。据资料统计，全国国有重点煤矿的月正式开工建设，１９９７年矿井简易投产，到２０１２年矿井实“三下”压煤约为１３７亿ｔ，其中建筑物下约９５亿ｔ，铁路际生产能力达到３?００Ｍｔ／ａ。由于该矿距离唐山市

7、区较近，［４］下约２４亿ｔ，水体下约１９亿ｔ。甚至在某些矿区，“三井田范围内村落相对密集，地表对应有东欢坨村、小荣各下”压煤约占矿区总资源量的５０％以上，开采技术难度大，庄村、大荣各庄村等十几个建筑物群，此外还有许多小企［５］资源开采率低。目前我国许多煤矿存在建下开采情况，业分布在工业场地周围，建下压煤情况非常严重。勘探数而建下开采不仅增大开拓巷道工程量，而且采出率相对较据表明，东欢坨矿建下压煤总量约１１７?８８Ｍｔ，其中可采储低，工作面服务时间较短，容易造成生产接替紧张。文章量为８７?７３Ｍｔ，约占地质资源量的８０％。东欢坨矿南一采结合东欢坨矿现状，

8、设计建下开采方案，并预测地表沉陷区地表工业建筑设施、民用房屋等保护物数量众多、种类收稿日期：２