[科普中国]-三下一上采煤

“三下一上”采煤是指建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤。在建筑物下和铁路下采煤时，既要保证建筑物和铁路不受到开采影响而破坏，又要尽量多采出煤炭。在水体下采煤和承压水体上采煤时，要防止矿井发生突水事故，保证矿井安全生产。当然，在水库、蓄水池和运河等地面水体下采煤时，除要防止矿井发生突水事故外，还要保证它们不受到开采的影响而破坏。

概述“三下一上”采煤技术最先在欧洲主要产煤国家得到发展。德国、波兰、前苏联和英国等国采用全部充填、部分开采、协调开采及建筑物加固等方法和措施，成功地在建筑物下和铁路下进行采煤，并建立了一系列的岩层与地表移动理论。

我国的“三下一上”采煤技术的研究与应用开始于50年代，到80年代已经取得了很大的成就。目前，我国有百余个煤矿、两千多个采煤工作面开采了“三下”压煤。经过40余年的研究与实践，积累了经验，总结出了规律，编制了规程，在岩层与地表移动理论及与“三下”采煤有关的技术领域，都接近或达到了国际先进水平。近年来对于承压水体上采煤技术的研究也有很大突破。1

我国调查建筑物下、铁路下、水体下、承压水体上开采，简称“三下一上”开采。

据目前不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”压煤量达到140亿t以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60%以上，水体下（包括承压水上）压煤占28%左右，铁路下压煤占12%左右，然而，到目前为止，我国仅从“三下”采出的煤炭约有10亿t，只占整个“三个”压煤量的7%左右。

从目前调查的结果得出，几乎所有的井下开采的煤炭大中型企业，都面临着大量的“三下”压煤问题，这些“三下”压煤量占目前矿井储量的10%～15%，个别的甚至更多。因此，如何逐步开采“三下”压煤，或如何规划矿井的采掘接替顺序，把对地表的影响控制在最低限度；或者如何搭配开采“三下”压煤，有计划地控制逐年的采动损害赔偿；或者以经济效益为第一要素采用一些特殊的开采方法，在不影响地表建（构）筑物的前提下部分开采出一些“三下”压煤量。这些都是目前煤炭企业已经面临而必须研究解决的问题。2

分类（一）建筑物下采煤

建筑物下开采是指那些不适合搬迁的城镇、工厂、居民区、村庄等所压矿层的开采，其中包括井简矿柱的回收。做到即采出资源，又要保护地面建筑物。采取的措施主要是在井下开采时采取一些不同于普通的开采方法，以减少地面移动与变形，另外对地面的建筑物或构筑物采取加固与维修的方法，使其所受的采动影响和破坏程度在其本身允许的范围之内。这在国内外都取得了诸多成功的经验。

（二）铁路下采煤

铁路下开采系指铁路干线与支线下所压煤层的开采，矿区专用线下开采已不存在问题，故不包括在内。过去对铁路的保护也是采用留设矿柱的方法，目前对铁路矿柱的开采已取得了足够的经验。我国矿区专用线下开采，在技术上已完全过关，所以铁路下开采不包括专用线下开采；支线下开采效果良好，任楼矿在主供暖管道和运输公路下开采都取得成功。

（三）水体下采煤

水体下开采包括地面水体下和地下水体下的开采。地面水体包括江河湖海、水库池塘、沼泽洪区、灌区水田、山沟小溪以及地表沉降区积水等。地下水体包括表土层的砂层水、顶板灰岩中的岩溶水、砂岩含水层及老窑水等。

水体下开采的实质是如何确定防水和防砂矿柱的高度，此上限到地面的垂高，就是安全开采深度。水体下开采主要是防止覆水和泥沙溃入井下，有时还要保护地面水体，如水库、堤坝等。水体下开采通常用疏干、排放、隔离等措施，使资源尽量采出，还要减少排水费用。

（四）承压水体上采煤

承压水体上开采指可采矿层以下的承压水体上的矿层开采，即受基岩水威胁矿层的安全开采。

底板突水是承压水体上煤层开采的主要威胁。如何解决底板突水与并下开采的安全问题是承压水体上开采的主要任务。我国在井陉、峰峰、王凤等局矿成功地进行了承压水体上的开采；匈牙利受底板承压水的威胁也很严重，因此积累的经验较多。2

特点（一）具有特殊的技术要求

“三下一上”开采既要采出资源，又要保护地面建筑物和构筑物（如水坝、铁路等），同时还要防止上覆水体和下伏水体溃入，保证生产安全，因而在技术上有特殊的要求。

（二）综合性边缘学科

矿床“三下一上”开采是一门综合性的边缘学科，发展很快，它综合了水文地质、构造地质、矿山测量、矿山压力、岩体力学、土木建筑、开采方法以及岩体探测技术等学科的内容，形成自身的一套理论体系。2

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学