[科普中国]-三下采煤

三下采煤是建筑物下、铁路下和水体下采煤方法的统称。

概述在煤矿生产过程中，一般都在建筑物下、铁路下、水体下保留煤柱不采，这不仅造成大量煤炭资源的积压，而且造成矿井不能合理进行开采，尤其是埋藏深、煤层层数多的矿区，压煤量相当惊人。随着煤炭资源的不断开发和开采技术的不断提高，“三下”采煤技术得到了迅速的发展，已由在个别建筑物及小型水体下开采，发展到能在大片建筑群和大面积水体下开采；由只能用充填法开采，发展到能用陷落法开采；由用条带法、房柱法开采，发展到全面开采；由建筑物下单个T作面的小块回采，发展到阶梯状多个工作面的大面积全柱回采；由按上下层顺序开采，发展到择优开采。1

建筑物下采煤技术(1)建筑物下采煤必须具备的基本条件。建筑物下采煤对建筑物必须产生一定的影响。建筑物受开采影响的破坏程度，取决于水平变形值的大小和建筑物本身抵抗变形的能力。因此，进行建筑物下采煤时，必须按开采设计并利用地表移动和变形参数资料进行地表移动和变形预计，掌握地面建筑物的现状，预计可能遭到的破坏程度。

(2)建筑物下采煤可采取的技术措施。

①在密集建筑群或重要建筑物下开采，并难以在采前对建筑物采取加固措施时，可采用长T作面或多个工作面联合开采的全柱式开采方法或合理布置工作位置、开采边界，使建筑物位于下沉盆地中央部位，减小开采边界附近地表变形。

②高敏感建筑物下开采时，可采用条带开采或水砂充填、矸石充填等方法管理顶板。应遵守下列规则：A．任一条带煤柱应有足够的强度和稳定性，足以支撑下覆岩层的载荷；B．采出条带宽度应限制在不使地表出现波浪形下沉盆地；C．当开采近距离煤层群或厚煤层分层时，各层的保留条带煤柱应上下对齐，尽可能不在条带煤柱中穿切巷道；D．对坚硬的直接顶板不易冒落时，应采取强制放顶，使条带煤柱处于三向应力状态；E．近距离煤层或厚煤层分层开采，采用充填法管理顶板时，应采用上行开采顺序。

③在特别重要的建筑物下采煤时，可采取限制煤层或分层采高的措施，或减少开采煤层或分层层数等方法。在建筑物下采煤时，在回采区应尽可能干净回采，必须残留煤柱时，煤柱的宽度应尽可能小。1

水体下采煤技术(1)水体下采煤的条件要求。水体下采煤的条件要求是：开采后受影响的采区和矿井涌水量不超过其排水能力，不影响正常生产。因此，当开采煤层上覆水体时，必须留设安全煤岩柱，确定允许的开采上限标高。安全煤岩柱应按煤层上覆水体的类型不同，按下述要求留设。

①当开采煤层上方地表直接为湖泊、江河等水体，不允许导水裂缝带波及水体，必须留设防水安全煤岩柱。

②当开采煤层上方地表为松散弱含水层或是已疏降的松散强含水层时，允许导水裂带波及这类水体，但不允许冒落带接近它。这时，可留设防砂安全煤岩柱。其高度应大于或等于冒落带高度加上保护层厚度。

③开采煤层上方地表为松散弱含水层或是疏干的松散含水层，当允许冒落带接近松散层底部时，可留设防塌煤岩柱，其高度应近似等于冒落带高度。

(2)水体下采煤的主要开采技术。

①当开采倾角小于55。并只留设了防砂安全煤岩柱(或防塌煤岩柱)的厚煤层时，应采用倾斜分层长壁式采煤方法，并尽可能减少第一、二分层的采高，增加分层之间开采的间歇时间。

②当开采倾角为55。～90。的煤层时，应采用分小阶段间歇回采措施，同时加大回采工作面的走向长度。第～、二小阶段的垂高一般应不大于20m。回采时严禁超限开采。如煤层顶底板岩层坚硬不易冒落时，宜采取强制分段切断顶底板的措施，以防抽冒、切冒。

③在地表面水体、石灰岩岩溶水体或强含水层下采煤时，应在开采水平、采区之间留设隔离煤柱或建立可靠的防水闸门(墙)，适当地加大排水能力和容量。

④在水体下采煤时，应对受水威胁的工作面和采空区的水情加强监测，对水量、水质和水位动态等进行系统观测及时分析；对采区周围井巷、采空区及地表的积水区范围和可能发生的突水通道作出预计，采取相应的措施，正确选择安全避灾路线。

⑤在采空区积水和基岩含水层下采煤，或可能遇到充水断层破碎带时，应采用巷道、钻孔或巷道与孔结合的方法先探放、疏降水后开采。1

铁路下采煤技术(1)铁路下采煤必须具备的基本条件。铁路下采煤的原则是：不影响列车的安全运行和采煤的安全进行。因此，在各项指标符合“有关规定的采深与分层单层或分层的采厚、铁路等级”的要求，或本矿有成功的经验和可能的数据时，方允许在铁路下采用全面陷落法进行采煤或试采。但冒落带的高度必须小于基岩厚度，开采倾斜煤层时，如果铁路横过煤层露头或附近应采取相应措施，保证地表不出现下沉。

(2)铁路下采煤在地面应采取的安全措施。

①成立维修队伍，专门负责这一区段线路的维修工作。准备充足的维修材料，尤其是道碴和轨枕。

②按地表移动和变形预计结果加宽路基，以便及时填下沉路基，保持其稳定性。采前，要加强线路上部建筑，使线路状况符合《铁路工务规则》的要求，并在预计移动较大区段增设防爬器、轨距拉杆或轨撑。

③开采后，加强对线路的巡视和移动观测，及时采取顺坡、起道、拨道、调整轨距和轨缝等措施，消除线路局部失格处所，使线路状态均能达到《铁路工务规则》的要求。

④当线路下沉速度较快一次起道量较大时，应按铁路部门的规定，设置减速或停车信号保护。

⑤地表移动稳定后，应按铁路部门的规定对线路最后进行一次纵、横断面整治。1

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学