村庄下压煤条带开采技术
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1 矿井概况
小屯矿村庄下压煤开采煤层为 2# 煤，厚度 4． 5 ～ 5． 5 m，平均 4． 9 m（ 2#煤储量表见表 1） ； 地表标高 平均 + 175 m，煤层标高为 － 260 ～ － 540 m，平均 － 450 m，平均采深 577 m； 煤层直接顶为厚 8． 9 m 砂
质页岩，老顶为厚 2． 5 m 细砂岩，直接底为厚 12． 3 m 砂质泥岩。经证实，本区断层较多，特别是小断层 形成断层带。
表 1 村庄下压煤储量表
煤层 2#煤
平面积 / m2
712 222
倾角 /（ °）
14
斜面积 / m2
734 025
煤厚 密度 /（ t· 煤量
/m
m －3）
/万 t
4． 9 1． 35 485． 5
2 条带开采方案设计
条带开采方法就是合理地确定条带工作面的开 采宽度和条带煤柱的留设宽度，以控制或减少地表 变形，达到地表保护的目的。小屯矿借鉴附近矿井 村庄下开采经验，结合本矿井已开采损坏程度和村 庄建筑物抗变形能力，提出了本区村庄压煤开采，地 表建筑大部分控制在 Ⅰ 级 损 坏、少 量 Ⅱ 级 损 坏 的 开 采设计要求。
条带开采是能有效地控制覆岩移动和地表沉 陷，保护地表设施和生态环境，是减少采动破坏影响 的重要方法； 合理条带煤柱宽度的留设及采宽的设 计，不仅能提高煤炭资源的采出率，更能有效地保护 地面设施。条带法开采在我国东部地区煤矿生产中 被广泛应用。近些年来，条带法开采已经成为我国 村庄下、城镇建（ 构） 筑物下、不宜搬迁建筑物下及 生态保护区下等压煤开采的有效技术措施［1 － 3］。因 此，利用条带 法 开 采 解 放“三 下 ”压 煤，充 分 合 理 地 开发煤炭资源，提高煤炭资源采出率，保护地表设施 及开采区域生态环境具有重要意义。
技术·创新
（ 2012 － 11）
·85·
村庄下压煤条带开采技术
冯锐敏1 ，李鑫磊2 ，符 辉1
( 1． 中国矿业大学( 北京) 资源与安全工程学院，北京 100083; 2． 河南煤业化工集团有限责任公司 赵固二矿， 河南 新乡 453633)
摘 要： 以小屯矿村庄下压煤的实际条件为基础，根据条带式开采现有的相关理论，运用现场数
据和经验公式预算的方法，确定采留宽度的安全范围，设计出不同煤柱采留宽度的开采方案; 进
而通过有限差分数值模拟分析，对各开采方案的煤柱稳定性进行数值计算，为最优Байду номын сангаас案的合理选
取提供依据; 并在此基础上，进行地表移动与变形的仿真预测，揭示条带开采的地表移动变形规
律，指导小屯矿生产实践。
关键词： 条带开采; 村庄下采煤; 采留比; 数值模拟
2． Zhaogu No． 2 Coal Mine，Henan Coal Chemical Industry Group Co． ，Ltd． ，Xinxiang 453633，China) Abstract: Based on the geological mining conditions under villages in Xiaotun coal mine，and according to the existing theories of the strip mining，the safety ranges of mining and retained widths could be confirmed and the mining schemes for different widths of coal pillar could be designed by using the methods of analyzing the field measurement date and calculating by empirical formula． Then the coal pillar stability of each mining scheme was calculated through numerical analysis of finite differetial method，which provided the basis for appropriately selecting the optimum scheme． On this basis，through simulation prediction of the surface movement and deformation，the surface movement and deformation laws of strip － partial mining were revealed to guide production of Xiaotun coam mine． Key words: strip mining; mining under villages; mining ratio; numerical simulation
·86·
（ 第 43 卷第 11 期）
技术·创新
2． 1 采宽 b 的计算 国内多年的实践经验和诸多学者理论模拟分
析，采宽超过埋深三分之一时，地表会出现波浪形下 沉盆地，严重破坏地表建筑物和土地。为了避免波 浪形地表破坏，在进行条带开采时，采宽 b 应在（ 1 / 10 ～ 1 /4） H 之间取值，且为使地表建（ 构） 筑物的保 护效果好，损坏轻，取其低限为好； 结合小屯矿的实 际情况，借鉴周围矿井的条带开采经验，选取条带开 采的采宽为 55 ～ 65 m，设计中取值为 60 m。 2． 2 留设煤柱宽度 a 的计算
中图分类号： TD823． 6
文献标志码： B
文章编号： 1003 － 496X( 2012) 11 － 0085 － 03
Strip Mining Technology Under Villiages
FENG Rui － min1 ，LI Xin － lei2 ，FU Hui1 ( 1． School of Resources and Safety Engineering，China University of Mining ＆ Technology( Beijing) ，Beijing 100083，China;
小屯矿村庄下压煤开采煤层为 2# 煤，厚度 4． 5 ～ 5． 5 m，平均 4． 9 m（ 2#煤储量表见表 1） ； 地表标高 平均 + 175 m，煤层标高为 － 260 ～ － 540 m，平均 － 450 m，平均采深 577 m； 煤层直接顶为厚 8． 9 m 砂
质页岩，老顶为厚 2． 5 m 细砂岩，直接底为厚 12． 3 m 砂质泥岩。经证实，本区断层较多，特别是小断层 形成断层带。
表 1 村庄下压煤储量表
煤层 2#煤
平面积 / m2
712 222
倾角 /（ °）
14
斜面积 / m2
734 025
煤厚 密度 /（ t· 煤量
/m
m －3）
/万 t
4． 9 1． 35 485． 5
2 条带开采方案设计
条带开采方法就是合理地确定条带工作面的开 采宽度和条带煤柱的留设宽度，以控制或减少地表 变形，达到地表保护的目的。小屯矿借鉴附近矿井 村庄下开采经验，结合本矿井已开采损坏程度和村 庄建筑物抗变形能力，提出了本区村庄压煤开采，地 表建筑大部分控制在 Ⅰ 级 损 坏、少 量 Ⅱ 级 损 坏 的 开 采设计要求。
条带开采是能有效地控制覆岩移动和地表沉 陷，保护地表设施和生态环境，是减少采动破坏影响 的重要方法； 合理条带煤柱宽度的留设及采宽的设 计，不仅能提高煤炭资源的采出率，更能有效地保护 地面设施。条带法开采在我国东部地区煤矿生产中 被广泛应用。近些年来，条带法开采已经成为我国 村庄下、城镇建（ 构） 筑物下、不宜搬迁建筑物下及 生态保护区下等压煤开采的有效技术措施［1 － 3］。因 此，利用条带 法 开 采 解 放“三 下 ”压 煤，充 分 合 理 地 开发煤炭资源，提高煤炭资源采出率，保护地表设施 及开采区域生态环境具有重要意义。
技术·创新
（ 2012 － 11）
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村庄下压煤条带开采技术
冯锐敏1 ，李鑫磊2 ，符 辉1
( 1． 中国矿业大学( 北京) 资源与安全工程学院，北京 100083; 2． 河南煤业化工集团有限责任公司 赵固二矿， 河南 新乡 453633)
摘 要： 以小屯矿村庄下压煤的实际条件为基础，根据条带式开采现有的相关理论，运用现场数
据和经验公式预算的方法，确定采留宽度的安全范围，设计出不同煤柱采留宽度的开采方案; 进
而通过有限差分数值模拟分析，对各开采方案的煤柱稳定性进行数值计算，为最优Байду номын сангаас案的合理选
取提供依据; 并在此基础上，进行地表移动与变形的仿真预测，揭示条带开采的地表移动变形规
律，指导小屯矿生产实践。
关键词： 条带开采; 村庄下采煤; 采留比; 数值模拟
2． Zhaogu No． 2 Coal Mine，Henan Coal Chemical Industry Group Co． ，Ltd． ，Xinxiang 453633，China) Abstract: Based on the geological mining conditions under villages in Xiaotun coal mine，and according to the existing theories of the strip mining，the safety ranges of mining and retained widths could be confirmed and the mining schemes for different widths of coal pillar could be designed by using the methods of analyzing the field measurement date and calculating by empirical formula． Then the coal pillar stability of each mining scheme was calculated through numerical analysis of finite differetial method，which provided the basis for appropriately selecting the optimum scheme． On this basis，through simulation prediction of the surface movement and deformation，the surface movement and deformation laws of strip － partial mining were revealed to guide production of Xiaotun coam mine． Key words: strip mining; mining under villages; mining ratio; numerical simulation
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（ 第 43 卷第 11 期）
技术·创新
2． 1 采宽 b 的计算 国内多年的实践经验和诸多学者理论模拟分
析，采宽超过埋深三分之一时，地表会出现波浪形下 沉盆地，严重破坏地表建筑物和土地。为了避免波 浪形地表破坏，在进行条带开采时，采宽 b 应在（ 1 / 10 ～ 1 /4） H 之间取值，且为使地表建（ 构） 筑物的保 护效果好，损坏轻，取其低限为好； 结合小屯矿的实 际情况，借鉴周围矿井的条带开采经验，选取条带开 采的采宽为 55 ～ 65 m，设计中取值为 60 m。 2． 2 留设煤柱宽度 a 的计算
中图分类号： TD823． 6
文献标志码： B
文章编号： 1003 － 496X( 2012) 11 － 0085 － 03
Strip Mining Technology Under Villiages
FENG Rui － min1 ，LI Xin － lei2 ，FU Hui1 ( 1． School of Resources and Safety Engineering，China University of Mining ＆ Technology( Beijing) ，Beijing 100083，China;