我国条带开采的研究现状与主要问题

strip mining , the paper stated the present research status of the strip mining in China. The paper pointed out several problems existing in the re
search and application of strip mining in China.
widely applied to coal mines in China. Base the analysis on great number of documents, such as the displacement mechanism of rock strata and
surface ground for the strip mining, prediction of surface ground displacement and deformation, stability of strip coal pillar, and design research of
2 我国条带开采的研究现状
2 1 在岩层与地表移动机理、规律研究方面 为研究条带开采引起的岩层与地表移动规律,
采用现场实测、理论分析等多种方法对此进行了研 究。研究认为: 条带开采地表移动和变形规律与长 壁式全部垮落法相似, 但目前普遍认为条带开采的 岩层与地表移动机理截然不同于长壁式全部垮落法 开采。在条带开采地表与岩层移动机理方面提出的 假说主要有[ 1, 5~ 7] :
Key words: strip mining; coal mining under buildings, railways and water body; ground displacement
1概 述
条带开采是将要开采的煤层区域划分为比较正 规的条带形状, 采一条、留一条, 使留下的条带煤 柱能够支撑上覆岩 层的载荷, 使地表只发生 轻微 的、均匀的移动和变形, 达到既回收一部分煤炭资 源, 又能控制地 表沉陷的目的。理论和实践 已表 明, 条带开采能有效地控制上覆岩层和地表沉陷, 保护地面建 ( 构) 筑物和生态环境, 有利于安全生 产, 不需要增加或较少增加生产成本, 因而在我国 煤矿区被广泛采用, 目前已成为我国村庄下、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[ 1~ 4] 。
( 2) 岩梁假说。它是根据一些矿 井的地质 条 件, 在条带开采区域上覆岩层中存在一层或几层厚 度较大、强度较高的岩层, 在条带开采时该岩层为 起控制作用的岩梁, 或者如同一个受煤柱和垮落拱 局部支撑而弯曲下沉的弹性地基梁, 然后按线弹性 理论给出了应力和位移的计算公式。
( 3) 托板理 论。在岩 梁假说 的基础 上, 文 献 [ 1] 提出的托板理论认为地表的最大下沉量是由煤 柱压入底板量、煤柱压缩量、岩柱压缩量、承重岩 层压缩量和托板挠度所组成。该理论认为顶板岩层 内存在一层强度相对较大的坚硬厚岩层, 它的作用 类似于托板, 可以减缓或减小地表的下沉。托板理 论把条采工程岩体视为 准三维 介质, 在模型上 是一大进步, 但托板的位置、托板的断裂准则、托 板的边界条件等还需进一步研究。
第 32 卷第 8 期
煤炭科学技术
2004 年 8 月
我国条带开采的研究现状与主要问题
郭文兵1, 2, 邓喀中1, 邹友峰2
( 1 中国矿业大学 环境与测绘学院, 江苏 徐州 221008; 2 焦作工学院 资源与材料工程系, 河南 焦作 454000)
摘 要: 条带开采作为 三下 采煤的主要技术措施之一, 在我国煤矿区被广泛采用。在来自百度文库合分析 大量文献的基础上, 从条带开采岩层与地表移动机理、地表移动和变形预计、条带煤柱稳定性、条
( 1) 煤柱的压缩与压入说。它是基于连续介质 力学法而提出的, 认为条带开采上覆岩层与地表的 沉陷是由煤柱的压缩、煤柱压入底板和煤柱压入顶
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第 32 卷第 8 期
煤炭科学技术
2004 年 8 月
板3 部分组成。煤柱的压缩量按单向弹性压缩处 理, 其作用的应力为煤柱平均应力。煤柱压入顶底 量假定煤柱的平均应力作用与半无限平板上, 按弹 性理论给出计算公式。
GUO Wen bing1, 2, DENG Ka zhong1, ZOU You feng2
(1 School of Environment , Survey and Mapping , China University of Mini ng and Technology , Xuzhou 221008, China ;
2 Department of Resources and Material Engineering , Jiaozuo Insti tute of Technology , Jiaozuo 454000, China )
Abstract: The strip mining as one of the main technical measures for coal mining operation under buildings, railways and water bodies has been
带开采设计研究等方面对我国条带开采的研究现状进行了论述, 并指出了目前我国条带开采研究和
应用中存在的若干问题。
关键词: 条带开采; 三下 采煤; 地表移动
中图分类号: TD 823 6
文献标识码: A
文章编号: 0253- 2336 ( 2004) 08- 0007- 05
Research status and main issues of strip mining in China
我国自 1967 年首次采用充填条带法开采 三 下 压煤以来, 先后在 全国 10 多 个省、100 多 个 条带工作面进行 了条带开采, 如抚顺、阜新、蛟 河、峰峰、淄搏、鹤壁、平顶山、焦作、郑州、枣
基金项目: 河南省自然科学基金资助项目 ( 0411050200)
庄、徐州等多个矿区都曾进行了建筑物下压煤的条 带开采实践, 取得了丰富的研究成果和实际观测资 料。在理论研究方面, 我国学者对条带开采进行了 大量的研究。其研究内容涉及条带开采中的一系列 基本问题: 主 要包括条带开采 地表移动机理 和规 律、条带开采地表移动和变形预计、条带煤柱稳定 性研究、条带开采参数优化设计研究等方面。