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摘要：煤炭是我国工业的主要支撑体，并且随着工业的不断扩大，对煤炭的需求不断增加，因此必须开采一些难开采煤层。本文通过对老塘下煤层地质情况的叙述，提出了一整套完善的开采措施，有开采前的各项安全措施和开采过程中的技术措施，并且从巷道断面、支护方式、机械设备、采煤方法等多方面进行了分析，以确保施工安全。
关键字：煤层开采；安全措施；顶板控制
Abstract: coal is the main body of China's industry, and as the industry continues to expand, the growing demand for coal, so it must be some difficult mining coal seam mining. Based on the geological conditions of goaf under the narrative, puts forward a whole set of perfect mining measures, technical measures before the recovery of various safety measures and in the process of mining, and has carried on the analysis from section of the roadway, support method, mechanical equipment, mining methods and other aspects, in order to ensure the safety of construction.Keywords: coal mining; safety measures; roof control
中图分类号：TD263 文献标识码：A
前言
随着各行业对煤炭的需求不断增多，近几年来煤炭开采强度不断增大，煤炭产量持续攀升，为国民经济增长提供了主要支柱。但是煤炭资源总量是有限的，随着高强度的开采，可采储量越来越少，埋藏浅的和不受影响的优质煤炭资源更是持续减少。为了保住产量，不影响其他用煤行业，这时就需要开采赋存条件差的煤，例如一些薄煤层、近距离煤层、“三下”煤层和老塘下的煤层。这时候三下采煤就产生了，按照煤炭行业专家学者的定义，“三下”采煤是指建筑物下、铁路下、水体下采煤。当在建筑物和铁路下采煤时，既要保证建筑物和铁路不受到煤层开采影响而破坏，又要尽可能多的采出煤炭。在水体下采煤时既要防止矿井突水事故的发生，还要保证他们不受到开采的影响而破坏，更要保证矿井产量。老塘下采煤就更加困难，因为老塘是指矿井下的采空区和已经废弃的井巷，这里面不仅有积水，而且还积聚大量的瓦斯，并且岩层不稳定有可能随时垮落，具有较大的危险性。因此，在老塘下采煤必须高度重视，从勘探到开采再到支护和采空区处理都必须采用特殊手段，只有这样才有可能安全生产。
1 煤层情况概述
本矿井位于华北地区，共赋存两层煤，煤层埋藏较浅。上层煤为厚煤层，但已开采多年，成为采空区和废弃巷道，下层煤为中厚煤层。两层煤相距0.5米，且煤层倾角均较小，为缓倾斜煤层，两层煤质均为焦煤，煤质有优良是良好的炼焦用煤，具有很大的经济价值。两层煤之间的岩层为石灰岩，具有良好的隔水性。为了最大限度的使这部分呆滞煤量开采出来，更是为了延长矿井服务年限，维护社会稳定，最终采用特殊工艺开采老塘下的煤层。
2 开采前安全措施
2.1 详细的地质勘探
向顶板中打地质钻，探明地质情况。地质勘探在开采前十分重要，因为地下采区的一切都是未知的，要想设计出采煤方法和支护方法，必须有精确的地质勘探，掌握全面的地质资料。具体措施是在上山或区段巷道中用煤电钻向煤层顶打钻，每隔五到十米打一个钻孔，分别打垂直钻和倾斜钻，钻孔深度根据具体情况而定，确定探清老塘中的积水情况，然后通过瓦斯传感器准确测量出不同钻孔深度时的瓦斯浓度，并对相关数据分类汇总。
2.2 疏干老塘积水和积聚瓦斯
利用上层煤开采时的废旧巷道，排水和抽放瓦斯。对上煤层的废旧巷道进行修复和加固，根据上一措施中测出的积水量情况，利用水泵将这些积水排除地面或采用打钻形式把这些积水排到其他对生产不造成影响的地段。在废旧巷道中安装瓦斯抽放系统，将积聚的这些瓦斯抽出地面变废为宝用来发电等，或对这些废旧采空区加强通风降低瓦斯浓度。
2.3 注浆加固顶板
打钻向煤层顶板中注浆稳固定板。通过钻孔向煤层顶板的裂缝或孔隙中注入能迅速固化的化学浆液，使上采空区垮落的岩石固结成块，以改善其物理力学性质，达到稳定的顶板条件。注浆的目的是防渗、堵漏、加固和纠正建筑物偏斜，在这里其目的是起加固作用。注浆材料有粒状浆材和化学浆材，粒状浆材主要是水泥浆，化学浆材包括硅酸盐（水玻璃）和高分子浆材，最新的主将材料有1980年美国研制出AC400浆材，1982年中国研制出AC—MS浆材。
2.4 加强巷道支护
使用锚喷技术对巷道进行支护。随着煤炭技术的不断发展，煤层巷道支护难的问题已经完全解决，特别是一些地质条件复杂的岩石破碎巷道也已经研究出了支护措施，传统的U型钢、工字钢等传统的支护方式多半已被淘汰，逐渐出现了锚喷技术。锚喷支护中，已经出现了多种形式的锚杆，按锚杆的作用特点应包括主动式锚杆和被动式锚杆，按照锚杆的制造材料又可分为木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、钢筋混凝土锚杆和树脂锚杆等多种。本煤层在巷道支护时，采用密集锚杆锚索并加上锚网，最后在外层喷射混凝土，这样在开采过程中可以保证巷道安全。通过锚杆支护促使围岩由载荷体转化为承载体，虽然锚杆在不同地质条件下作用机理不尽相同，但是都是在巷道周边围岩内部对围岩加固，形成围岩承载体，使围岩更加稳定。近年来，锚杆支护理论研究有了进一步的发展相继提出了悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论、最大水平应力理论和围岩强度强化理论等锚杆支护理论。通过采取一系列措施，例如缩小锚杆和锚索间距、增大锚网钢丝直径、加厚混凝土喷射厚度等，使巷道支护更加合理、更加安全。
3 施工过程中安全措施
除了煤层开采前的各项安全保护措施外，在开采过程中也应该采用多种措施确保开采安全。
3.1 选用特殊设备
对开采不同的煤层赋存条件、不同的地质条件应选用不同的采煤机、液压支架等设备。本煤层开采过程中采用0.8米的大截深采煤机，选用液压支架时也同样选用轻型液压支架，这样更能适应这种地质条件下的煤层开采。
3.2 规范开采技术
在开采过程中，移液压支架时应合理设计控顶距和移架步距，尽量避免支架反复支撑煤层顶板，这样能够使采煤工作面顶板完整，为安全开采提供了一个基础条件。另外，在开采过程中應加强观测，对采场或巷道出现的一些特殊情况应该立即向上级部门报告，并采取相应措施，例如巷道壁渗水或者瓦斯传感器检测到瓦斯浓度超标，都必须分析其原因，然后采取应对措施。
3.3 充填采空区
充填开采时减少沉降、保护地面、维护顶板完整的重要措施。近几十年来，随着我国倡议建设绿色矿山，提高资源的综合利用率，努力争取节能减排，尽可能的最大范围的保护环境，科学发展的模式得到人们的普遍认同。新世纪以来，随着科技和经济日新月异的发展，充填采矿法在我国现有的地下矿山得到了广泛的应用。其特点主要包括：(1)煤炭的回采率高，采选放入综合经济效益比较好。通过充填可以最大限度的采出煤炭。(2)减少地面矸石山的占地面积，并且一些煤矿将矸石用于采空区的充填，做到了出矸不见矸，对保护环境十分有利。(3)充填采矿法适用对煤层顶板要求较严的情况。开采地面需要保护的煤层，使用充填法可保护地面不发生沉陷；充填法开采有自燃倾向的矿床，可有效的防止火灾的发生。(4)随着矿山的发展，全面机械化，采用凿岩台车打钻凿岩，铲运机出矿，锚杆台车支护锚杆、锚索护顶等，使充填法成为高效率可推行至广泛使用的采矿方法；大力开展了充填理论的研究，推广了充填料输送管路化，充填系统的自动控制，寻找了代替水泥的胶凝材料，采用高浓度均质流的浆体输送，从而使充填体强度提高，成本下降。(5)随着煤炭的不断开采，很多矿山由浅部逐渐转至深部，而充填法是深部开采的有效方法，可以很好的控制冲击地压地压和岩爆。本煤层在开采过程中采用充填法能够使煤层顶板不受破坏，上层老塘的积水和瓦斯无法危及下煤层。
4 结束语
根据相关部门统计，煤炭在我国一次能源中仍然占有很高比例，已经超过了70%，因此，煤炭开采十分重要。但是，在前些年监管不严格的时代，乱采乱挖现象十分普遍，造成了大量的资源浪费，也给如今的采矿活动带来难题。只有改革采煤方法、创新支护方法、提高回采率，才能扩大规模、保住现有产量，才能为为我国现代化建设做出更大的贡献。
参考文献：
[1] 刘同有.充填采矿技术与应用[M].北京: 冶金工业出版社. 2001:358-359.
[2] 王新民，肖卫国,张钦礼,编著.深井矿山充填理论与技术[M].长沙:中南大学出版社. 2005: 10-15.
[3] 王有保.王庄煤矿绛河下采煤可行性分析[J].煤炭技术. 2006(04).
[4] 张宽礼.四台矿7#煤层8206工作面老空积水下的采煤方法[J].同煤科技. 1997(01)
关键字：煤层开采；安全措施；顶板控制
Abstract: coal is the main body of China's industry, and as the industry continues to expand, the growing demand for coal, so it must be some difficult mining coal seam mining. Based on the geological conditions of goaf under the narrative, puts forward a whole set of perfect mining measures, technical measures before the recovery of various safety measures and in the process of mining, and has carried on the analysis from section of the roadway, support method, mechanical equipment, mining methods and other aspects, in order to ensure the safety of construction.Keywords: coal mining; safety measures; roof control
中图分类号：TD263 文献标识码：A
前言
随着各行业对煤炭的需求不断增多，近几年来煤炭开采强度不断增大，煤炭产量持续攀升，为国民经济增长提供了主要支柱。但是煤炭资源总量是有限的，随着高强度的开采，可采储量越来越少，埋藏浅的和不受影响的优质煤炭资源更是持续减少。为了保住产量，不影响其他用煤行业，这时就需要开采赋存条件差的煤，例如一些薄煤层、近距离煤层、“三下”煤层和老塘下的煤层。这时候三下采煤就产生了，按照煤炭行业专家学者的定义，“三下”采煤是指建筑物下、铁路下、水体下采煤。当在建筑物和铁路下采煤时，既要保证建筑物和铁路不受到煤层开采影响而破坏，又要尽可能多的采出煤炭。在水体下采煤时既要防止矿井突水事故的发生，还要保证他们不受到开采的影响而破坏，更要保证矿井产量。老塘下采煤就更加困难，因为老塘是指矿井下的采空区和已经废弃的井巷，这里面不仅有积水，而且还积聚大量的瓦斯，并且岩层不稳定有可能随时垮落，具有较大的危险性。因此，在老塘下采煤必须高度重视，从勘探到开采再到支护和采空区处理都必须采用特殊手段，只有这样才有可能安全生产。
1 煤层情况概述
本矿井位于华北地区，共赋存两层煤，煤层埋藏较浅。上层煤为厚煤层，但已开采多年，成为采空区和废弃巷道，下层煤为中厚煤层。两层煤相距0.5米，且煤层倾角均较小，为缓倾斜煤层，两层煤质均为焦煤，煤质有优良是良好的炼焦用煤，具有很大的经济价值。两层煤之间的岩层为石灰岩，具有良好的隔水性。为了最大限度的使这部分呆滞煤量开采出来，更是为了延长矿井服务年限，维护社会稳定，最终采用特殊工艺开采老塘下的煤层。
2 开采前安全措施
2.1 详细的地质勘探
向顶板中打地质钻，探明地质情况。地质勘探在开采前十分重要，因为地下采区的一切都是未知的，要想设计出采煤方法和支护方法，必须有精确的地质勘探，掌握全面的地质资料。具体措施是在上山或区段巷道中用煤电钻向煤层顶打钻，每隔五到十米打一个钻孔，分别打垂直钻和倾斜钻，钻孔深度根据具体情况而定，确定探清老塘中的积水情况，然后通过瓦斯传感器准确测量出不同钻孔深度时的瓦斯浓度，并对相关数据分类汇总。
2.2 疏干老塘积水和积聚瓦斯
利用上层煤开采时的废旧巷道，排水和抽放瓦斯。对上煤层的废旧巷道进行修复和加固，根据上一措施中测出的积水量情况，利用水泵将这些积水排除地面或采用打钻形式把这些积水排到其他对生产不造成影响的地段。在废旧巷道中安装瓦斯抽放系统，将积聚的这些瓦斯抽出地面变废为宝用来发电等，或对这些废旧采空区加强通风降低瓦斯浓度。
2.3 注浆加固顶板
打钻向煤层顶板中注浆稳固定板。通过钻孔向煤层顶板的裂缝或孔隙中注入能迅速固化的化学浆液，使上采空区垮落的岩石固结成块，以改善其物理力学性质，达到稳定的顶板条件。注浆的目的是防渗、堵漏、加固和纠正建筑物偏斜，在这里其目的是起加固作用。注浆材料有粒状浆材和化学浆材，粒状浆材主要是水泥浆，化学浆材包括硅酸盐（水玻璃）和高分子浆材，最新的主将材料有1980年美国研制出AC400浆材，1982年中国研制出AC—MS浆材。
2.4 加强巷道支护
使用锚喷技术对巷道进行支护。随着煤炭技术的不断发展，煤层巷道支护难的问题已经完全解决，特别是一些地质条件复杂的岩石破碎巷道也已经研究出了支护措施，传统的U型钢、工字钢等传统的支护方式多半已被淘汰，逐渐出现了锚喷技术。锚喷支护中，已经出现了多种形式的锚杆，按锚杆的作用特点应包括主动式锚杆和被动式锚杆，按照锚杆的制造材料又可分为木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、钢筋混凝土锚杆和树脂锚杆等多种。本煤层在巷道支护时，采用密集锚杆锚索并加上锚网，最后在外层喷射混凝土，这样在开采过程中可以保证巷道安全。通过锚杆支护促使围岩由载荷体转化为承载体，虽然锚杆在不同地质条件下作用机理不尽相同，但是都是在巷道周边围岩内部对围岩加固，形成围岩承载体，使围岩更加稳定。近年来，锚杆支护理论研究有了进一步的发展相继提出了悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论、最大水平应力理论和围岩强度强化理论等锚杆支护理论。通过采取一系列措施，例如缩小锚杆和锚索间距、增大锚网钢丝直径、加厚混凝土喷射厚度等，使巷道支护更加合理、更加安全。
3 施工过程中安全措施
除了煤层开采前的各项安全保护措施外，在开采过程中也应该采用多种措施确保开采安全。
3.1 选用特殊设备
对开采不同的煤层赋存条件、不同的地质条件应选用不同的采煤机、液压支架等设备。本煤层开采过程中采用0.8米的大截深采煤机，选用液压支架时也同样选用轻型液压支架，这样更能适应这种地质条件下的煤层开采。
3.2 规范开采技术
在开采过程中，移液压支架时应合理设计控顶距和移架步距，尽量避免支架反复支撑煤层顶板，这样能够使采煤工作面顶板完整，为安全开采提供了一个基础条件。另外，在开采过程中應加强观测，对采场或巷道出现的一些特殊情况应该立即向上级部门报告，并采取相应措施，例如巷道壁渗水或者瓦斯传感器检测到瓦斯浓度超标，都必须分析其原因，然后采取应对措施。
3.3 充填采空区
充填开采时减少沉降、保护地面、维护顶板完整的重要措施。近几十年来，随着我国倡议建设绿色矿山，提高资源的综合利用率，努力争取节能减排，尽可能的最大范围的保护环境，科学发展的模式得到人们的普遍认同。新世纪以来，随着科技和经济日新月异的发展，充填采矿法在我国现有的地下矿山得到了广泛的应用。其特点主要包括：(1)煤炭的回采率高，采选放入综合经济效益比较好。通过充填可以最大限度的采出煤炭。(2)减少地面矸石山的占地面积，并且一些煤矿将矸石用于采空区的充填，做到了出矸不见矸，对保护环境十分有利。(3)充填采矿法适用对煤层顶板要求较严的情况。开采地面需要保护的煤层，使用充填法可保护地面不发生沉陷；充填法开采有自燃倾向的矿床，可有效的防止火灾的发生。(4)随着矿山的发展，全面机械化，采用凿岩台车打钻凿岩，铲运机出矿，锚杆台车支护锚杆、锚索护顶等，使充填法成为高效率可推行至广泛使用的采矿方法；大力开展了充填理论的研究，推广了充填料输送管路化，充填系统的自动控制，寻找了代替水泥的胶凝材料，采用高浓度均质流的浆体输送，从而使充填体强度提高，成本下降。(5)随着煤炭的不断开采，很多矿山由浅部逐渐转至深部，而充填法是深部开采的有效方法，可以很好的控制冲击地压地压和岩爆。本煤层在开采过程中采用充填法能够使煤层顶板不受破坏，上层老塘的积水和瓦斯无法危及下煤层。
4 结束语
根据相关部门统计，煤炭在我国一次能源中仍然占有很高比例，已经超过了70%，因此，煤炭开采十分重要。但是，在前些年监管不严格的时代，乱采乱挖现象十分普遍，造成了大量的资源浪费，也给如今的采矿活动带来难题。只有改革采煤方法、创新支护方法、提高回采率，才能扩大规模、保住现有产量，才能为为我国现代化建设做出更大的贡献。
参考文献：
[1] 刘同有.充填采矿技术与应用[M].北京: 冶金工业出版社. 2001:358-359.
[2] 王新民，肖卫国,张钦礼,编著.深井矿山充填理论与技术[M].长沙:中南大学出版社. 2005: 10-15.
[3] 王有保.王庄煤矿绛河下采煤可行性分析[J].煤炭技术. 2006(04).
[4] 张宽礼.四台矿7#煤层8206工作面老空积水下的采煤方法[J].同煤科技. 1997(01)