【正文】 種方法在地表移動(dòng)與預(yù)計(jì)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，本報(bào)告亦采用此方法進(jìn)行地表移動(dòng)與變形預(yù)計(jì)。在煤2（、采出率為50%）與煤3（、采出率為25%）聯(lián)合條帶開采方案中，進(jìn)行23種條帶開采方案煤柱強(qiáng)度和采出寬度的優(yōu)化計(jì)算，條帶煤柱的強(qiáng)度安全系數(shù)如表（5）所示。在采用較大采寬時(shí)，必須考慮空區(qū)承載，此時(shí)，條帶煤柱承受的載荷為： p=(a+b)*γ *hγ*b/對(duì)于一般條件，煤柱強(qiáng)度計(jì)算多采用英國(guó) Wilson 公式。M──采高， H──采深，取煤2采深574m對(duì)于冒落條帶，寬度比較滿足：a/M5核區(qū)存在條件為：+采出率為： p=b/(a+b)故留寬要大于10m二、煤柱強(qiáng)度的較核在“三下”壓煤條帶法中，載荷計(jì)算均采用僅考慮覆巖自重應(yīng)力場(chǎng)的面積法。 壓煤村莊村地質(zhì)采礦條件表（2）上山采深下山采深平均采深傾角厚度東西長(zhǎng)(m)南北長(zhǎng)(m)煤2524m624m574m100440m430m煤3539m639m589m100 m440m430m一、開采煤柱留設(shè)原則 采寬b：要求采后地表不出現(xiàn)波浪起伏，而是呈現(xiàn)單一平緩下沉盆地。當(dāng)條帶采區(qū)與老采區(qū)相連時(shí)，為了防止老采區(qū)“活化”及防止老采區(qū)積水，不管條帶如何布置（與老采區(qū)平行、直交、斜交）都必須留設(shè)一定寬度的隔離煤柱。采用條帶開采時(shí)也有采動(dòng)程度問(wèn)題。三、條帶開采需要說(shuō)明的幾個(gè)問(wèn)題條帶采區(qū)個(gè)別煤柱寬度不能大于H /4（H采深），大于H /4，將產(chǎn)生波形下沉盆地。這些巖土層隨“托板”的沉陷和變形而產(chǎn)生移動(dòng)時(shí)，沿土層內(nèi)部既不產(chǎn)生豎向壓縮變形，也不產(chǎn)生豎向拉伸變形，層內(nèi)無(wú)斷裂、無(wú)離層。在覆巖中一般都存在有相對(duì)厚而堅(jiān)硬的巖層，模型實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐說(shuō)明，它在覆巖的移動(dòng)起控制作用。各巖層內(nèi)節(jié)理、裂隙的減小或閉合值增加起來(lái)，即各巖層的壓縮變形累加，構(gòu)成了覆巖的下沉。為了維護(hù)煤柱的穩(wěn)定性，某礦業(yè)有限責(zé)任公司應(yīng)采用傾斜條帶開采，由于房屋承受壓縮變形能力強(qiáng)，則盡量將村莊布設(shè)在壓縮區(qū)內(nèi)，由于建筑物長(zhǎng)軸方向基本上東西方向，井下煤層傾向?yàn)槲鞅毕?，這樣就使井下煤柱開采工作面不是嚴(yán)格的傾斜條帶開采，從煤層產(chǎn)狀來(lái)看，大體上還是沿傾斜開采。條帶開采的地表移動(dòng)有變形值與采出率成比例函數(shù)關(guān)系，采出率越大，下沉變形越大；采出率越小，下沉變形也隨之減小，而且還與留柱寬度有關(guān)。b—條帶采出寬度，m。第六節(jié) 地表巖移參數(shù)的選擇某礦業(yè)有限責(zé)任公司首采面2201工作面于2003年3月開始回采時(shí)，在地表布設(shè)了巖移觀測(cè)站，由于2201工作面地質(zhì)構(gòu)造的影響，2201工作面分成了兩個(gè)塊段，但每個(gè)塊段開采面積都較小，對(duì)地表幾乎無(wú)影響。其原因是，離層帶的產(chǎn)生是有一定條件的，其在煤層上覆巖層中存在硬度明顯不同且有一定厚度的巖層，從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，應(yīng)上硬下軟。離層較之開采空間比，其空間體積明顯小，大約是開采空間10%25%左右?！按髢A斜液壓調(diào)斜系統(tǒng)”技術(shù)通過(guò)位移傳感器和壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制；“置換地基 “技術(shù)是將原有地基變?yōu)樯迟|(zhì)基地，二者的原理正好相反，前者是將建（構(gòu)）筑物較低一側(cè)頂起，而后者是將建筑物較高的一側(cè)降低。 建筑物調(diào)平技術(shù)目前，從抗變形建筑物技術(shù)水平上看，根據(jù)采動(dòng)引起地表移動(dòng)變形的性質(zhì)，通過(guò)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，完全可以抵擋采?dòng)引起的地表變形、曲率變形以及地表的扭曲變形等等。這種方法是在煤層采動(dòng)以前在建（構(gòu)）筑物上采取一些特殊措施以抵擋由于煤層采動(dòng)引起的變形而附加在建（構(gòu)）筑物上的應(yīng)力，確保建（構(gòu)）筑物的安全使用。該方法克服了條帶法開采損失煤炭大的缺點(diǎn)，但此方法對(duì)生產(chǎn)管理、生產(chǎn)能力、通風(fēng)能力等都有很高的要求。這種方法的缺點(diǎn)的巷道掘進(jìn)量大、丟煤多，從以往的成功經(jīng)驗(yàn)上看，損失的煤炭?jī)?chǔ)量一般為40%60%。三、建下采煤技術(shù)措施 條帶法開采條帶法開采是控制地表移動(dòng)和變形的最有效的方法之一。1986年，微山煤礦在村莊下進(jìn)行條帶開采，既減少了煤炭資源損失，保證了礦井產(chǎn)量，又達(dá)到了保護(hù)地表房屋的預(yù)期目的。建在采空區(qū)上的資江煤礦俱樂(lè)部，采用了水平滑動(dòng)層、鋼筋混凝土柱等新的建筑技術(shù)措施，采動(dòng)后建筑物基本上未發(fā)生損害，始終正常使用。1964年—1967年，撫順車輛修理廠工業(yè)廠房下，采用了密實(shí)水沙充填和對(duì)廠房基礎(chǔ)采用聯(lián)系梁加固等措施，成功完成了采出厚度達(dá)20m的特厚煤層的實(shí)驗(yàn)開采工作。建下壓煤又以村莊下壓煤所占的數(shù)量最大，為52億t，占全國(guó)建下壓煤量的60%，是解決“三下”壓煤量的工作重點(diǎn)。英國(guó)最初在建下采煤時(shí)采取的措施是風(fēng)力填充。一般多數(shù)采取采后維修方法，少數(shù)采用采前加固方法，地質(zhì)采礦條件不利時(shí)，采取限厚開采或填充開采方法。另外，通過(guò)采用協(xié)調(diào)法開采，臺(tái)階狀成組工作面開采，以及由幾個(gè)礦的聯(lián)合開采等措施，減少了地表變形值。根據(jù)上述數(shù)據(jù)并考慮到壓煤村莊村多數(shù)房屋抵抗地表變形能力較差的特點(diǎn)，取臨界水平變形值為=1mm/m，臨界壓縮水平變形為=。因農(nóng)村房屋平面相對(duì)較小，一般37之間，故傾斜和曲率的影響不如水平變形的影響大。近幾年建造的房屋屋頂多為鋼筋混凝土預(yù)制樓板。五、壓煤村莊村下開采可行性研究根據(jù)壓煤村莊村下壓煤的地質(zhì)采礦條件，重點(diǎn)探討如下開采方案： 煤2單獨(dú)條帶開采方案； 煤2與煤3聯(lián)合條帶開采方案與限厚條帶開采方案， 地面村莊搬遷開采方案，分析地面村莊搬遷開采方案的可行性。一、壓煤村莊村下壓煤區(qū)域概況壓煤村莊村下壓煤區(qū)域東西長(zhǎng)440m，南北長(zhǎng)430m，壓煤面積為189200m2，煤2上山采深524m，下山采深624m，平均采深574m，煤層傾角落100，村下壓煤2與煤3兩層煤，煤2與煤3層間距離15m。經(jīng)計(jì)算，該村莊煤柱煤2地質(zhì)儲(chǔ)量為58萬(wàn)t，煤3地質(zhì)儲(chǔ)量為124萬(wàn)t，煤2與煤3累計(jì)為182萬(wàn)t。底板為細(xì)砂巖或中砂巖，一般厚度為6~16m。煤2為煤氣、1/2中粘煤和弱粘煤，煤3為1/3焦煤、1/2中粘煤和弱粘煤。巖漿巖：從井田西南部侵入本區(qū)的巖漿巖，通過(guò)鉆探和兩次物探，共圈定了三片煤層變焦區(qū)或煤焦混合體塊。三、結(jié)構(gòu)某井田為一走向北東，傾向北西的單斜構(gòu)造，主要構(gòu)造形式有褶曲、斷層和巖漿巖侵入。奧陶系：以石灰?guī)r為主，厚約800m，假整合與寒武系之上。下二迭山西組有深灰色泥巖、灰白色中細(xì)粒砂巖、砂泥巖和煤煤3受火成巖侵入影響，局部變成天然焦。該地層總體呈中南部最厚、象四周變薄的分布趨勢(shì)。三、毗鄰礦井概況礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井三對(duì)，即西南部的張子山煤礦、利國(guó)煤礦以及福興煤礦。地表水系發(fā)育，井田西部最大的的地表水體是微山湖，它直接補(bǔ)給本區(qū)南部韓莊運(yùn)河和北部的勝利渠。礦井地處魯、蘇、皖三省交界，西距微山湖約10km，距京滬線韓莊火車站8km。對(duì)“搬遷后全采”開采方案，用可靠的隨機(jī)介質(zhì)理論，進(jìn)行了地表移動(dòng)與變形值預(yù)計(jì)，并用surfer軟件繪制了各種移動(dòng)與變形值圖件，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析，計(jì)算表明：壓煤村莊搬遷后村下煤柱全采方案經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，可實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)是條帶開采煤2的6倍，另搬遷后全采比條帶開采煤2可延長(zhǎng)6年礦井服務(wù)年限，并進(jìn)行了新村址選擇與村莊搬遷方案合理性分析。由于地質(zhì)構(gòu)造的影響，2201工作面分成了兩個(gè)塊段，形成條采面，該面地表巖移觀測(cè)數(shù)據(jù)為某礦業(yè)有限責(zé)任公司村下開采設(shè)計(jì)提供了寶貴數(shù)據(jù)。壓煤開采搬遷可行性研究報(bào)告壓煤開采搬遷可行性研究報(bào)告目錄第一節(jié) 井田概況…………………………………………………(4)第二節(jié) 壓煤村莊煤柱地質(zhì)采礦條件……………………………(5)第三節(jié) 壓煤村莊村下煤柱開采方案提出………………………(8)第四節(jié) 壓煤村莊村房屋概況………………………………… (10)第五節(jié) 國(guó)內(nèi)外采煤現(xiàn)狀與某礦建下采煤方法選擇 ………(11)第六節(jié) 地表巖移參數(shù)的選擇………………………………… (18)第七節(jié) 條帶開采基本問(wèn)題……………………………………...(21)第八節(jié) 壓煤村莊村下煤柱開采可行性研究…………….…….(25)第九節(jié) 地表移動(dòng)計(jì)算分析…………………………………… (31)第十節(jié) 建筑物變形與地表變形關(guān)系………………………… (35)第十一節(jié) 煤2與煤3條帶開采時(shí)煤柱布置方式…………………(38)第十二節(jié) 非正常采動(dòng)影響分析…………………………………..(39)第十三節(jié) 經(jīng)濟(jì)效益分析…………………………………………..(41)第十四節(jié) 村莊搬遷方案合理性分析……………………………..(45)第十五節(jié) 新村址選擇方案………………………………………..(47)第十六節(jié) 結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………..(48)前 言某礦業(yè)有限責(zé)任公司于2000年1月礦井破土動(dòng)工，2003年3月礦井首采面2201工作面試生產(chǎn)，地質(zhì)儲(chǔ)量1800萬(wàn)噸。某礦業(yè)有限責(zé)任公司自2002年試生產(chǎn)以來(lái)，為了掌握煤2開采引起的地表沉陷規(guī)律，探求村莊下煤柱安全開采措施，開展了2201工作面地表巖移觀測(cè)工作。在條帶開采煤2后再安全開采煤3（限厚），對(duì)資源浪費(fèi)是非常嚴(yán)重的，特別是壓煤村莊村下壓煤占某礦業(yè)有限責(zé)任公司可采儲(chǔ)量的1/10，本著節(jié)省煤炭資源的設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)“單獨(dú)條帶開采煤2”及“煤2與煤3（限厚）聯(lián)合條帶開采”與“搬遷后全采”三種開采方案進(jìn)行了計(jì)算分析，并綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益等因素，最終提出某礦優(yōu)先考慮采用“搬遷后全采”的開采方案，徹底解放壓煤村莊村下182萬(wàn)噸壓煤儲(chǔ)量。 第一節(jié) 井田概況一、地理位置與交通條件某礦業(yè)有限責(zé)任公司位于某市嶧城區(qū)曹莊鄉(xiāng)境內(nèi)，是韓臺(tái)煤田曹莊勘探區(qū)的一部分。二、地貌水系本區(qū)地形較為平坦，地勢(shì)南低北高、東低西高，地面標(biāo)高+~ +，屬?zèng)_積平原區(qū)。歷年最高水位為+。其中姜結(jié)石局部厚度達(dá)7m左右，并有粘土充填其中。二迭系：上二迭系石盒子組上段主要由綠灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、灰白色中砂巖及少量粗砂巖組成；下段多由雜色泥巖、砂巖及柴煤組成，上下兩段最大殘厚約為530m。本溪組主要有泥巖、砂巖、粘土巖、Ｇ層鋁土及石灰?guī)r組成，厚約45m，與下伏奧陶系呈假整合接觸。~，~，；煤~ m，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和比較穩(wěn)定的中厚～厚煤層。其中正斷層11條、逆斷層1條；屬查明斷層3條，基本查明斷層7條，推斷斷層2條。四、煤質(zhì)井田內(nèi)3層煤均為低灰、高發(fā)熱量、低硫、特低磷。六、煤層頂、底板條件煤2：頂板為青灰色或灰白色中細(xì)粒砂巖，一般厚10余米，堅(jiān)固穩(wěn)定，抗壓強(qiáng)度較大，易于控制，如受到風(fēng)化，抗壓強(qiáng)度會(huì)降低。 第三節(jié) 壓煤村莊村下煤柱開采方案提出某礦業(yè)有限責(zé)任公司井田中部有壓煤村莊村，約有536戶，村莊面積為54000m2，位于某市嶧城區(qū)曹莊鎮(zhèn)正南約2km處。因此，某礦業(yè)有限責(zé)任公司論證福興村壓煤開采可行的方案。四、壓煤村莊村下條帶開采方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)壓煤村莊村下開采方案的設(shè)計(jì)目標(biāo)為：在優(yōu)先考慮節(jié)省煤炭資源，提高礦井資源回收率的前提下，并綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益等因素，進(jìn)行多種可行的開采方案計(jì)算分析，最終提出一種效益明顯、技術(shù)上可行、企業(yè)可操作、安全可靠的壓煤村莊村下開采方案。從結(jié)構(gòu)上看，有磚木結(jié)構(gòu)、片石基礎(chǔ)、磚墻瓦頂?shù)?；有片石基礎(chǔ)土墻木屋架、瓦頂?shù)?；有片石基礎(chǔ)土墻夾磚垛、木屋架瓦頂?shù)摹崗拈_采引起的5種地表變形分析，對(duì)民房有影響的地表移動(dòng)變形有傾斜、曲率和水平變形三種。=。一般城市煤柱則使用全陷法開采，且全陷法開采的比例逐漸增大。德國(guó)是研究建筑物下采煤歷史悠久的國(guó)家，技術(shù)水平也在世界居領(lǐng)先地位。采取的措施有：合理布置工作面、協(xié)調(diào)開采、條帶開采等，一般很少采用