村庄区域内煤矿开采优化设计方案思考

　　在村庄区域煤矿开采过程中，采用充填开采方法能够有效的保护地表建筑，同时还能显著提升采煤效率，从而达到缓解煤炭短缺的局面。下面文章中主要结合实际开采实例，并根据煤矿区域中村庄建筑情况，制定了不同的开采方案，最后通过安全性计算，得出第一种方案是更加优化的，并且通过效益分析也能够得出，采用方案1进行村庄区域煤矿开采可以取得显著的经济效益。

　　关键词：煤矿开采,充填开采,优化设计

　　1前言

　　社会与经济的发展离不开能源，而由于人类对能源大量的开采，导致能源危机的出现，能源危机问题越来越严重，我们不得不加以重视。在各种能源之中，煤炭是非常重要的一种能源，早在一百多年前人们便已经开始开采煤炭资源了，导致煤炭资源的储存数量大幅降低。不过，因为煤炭资源的供应相对稳定，而且煤炭资源相对经济，我们现在依然在很大程度上依赖于煤炭资源。国内的煤炭资源储存量相对丰富，而且在建筑物下方、水体下方以及铁路下方压煤数量巨大。

　　随着煤炭资源数量不断的减少，能源短缺问题和经济快速发展所产生的矛盾逐渐凸显，如何更加高效与合理的开采煤矿资源，尤其是开采“三下”压煤，是目前我们急需解决的问题。以往我们对村庄压煤进行开采过程中，多是通过迁村或者是通过条带方法完成煤矿开采，不过这些方法很难满足实际的压煤开采需求。

　　若是通过迁村方法进行压煤开采，虽然开采效率相对高，不过，迁村所需的成本较大，导致煤矿承受的经济压力无形中大大增加，而且迁村也会占用大量土地，会进一步加剧土地短缺问题。而若是通过条带方法进行压煤开采，虽然可以不进行迁村，不过，煤矿开采的效率相对低。因此，要求我们应当进一步的优化村庄区域煤矿开采的方法，确保对村下压煤更加高效、安全与环保的开采。

　　2晋华宫煤矿村庄分布和村下压煤情况

　　2.1村庄分布

　　在该区域之中分布有十几个村庄，其中有3个村庄位置正好处于井田边界位置。区域中一区包含有4000余户人家，总共包含有12000人左右。在这些村庄之中，房屋类型基本上都是砖木结构类型，也有一些土木房屋结构，还是少数砖混房屋结构。

　　2.2村下压煤情况

　　在此次试验区域之中，村庄中的民房建筑物相对密集，村下压煤数量达到整个煤矿可开采数量的近40%左右。在之前曾经采用条带方法进行村下压煤的开采工作，已经完成其中近一半左右煤炭开采，不过，依旧有一半左右煤炭资源被遗留在矿井之中。要是不对矿井之中遗留的煤柱进行开采，会极大的影响到煤矿长期发展与规划，同时也会对煤矿效益的进一步增长带来不利影响。

　　但是，在对村下压煤进行开采的过程中，会导致村庄中的民房受到影响。要是采煤过程中发生的采动相对严重时，则将会极大的影响到村民生命与财产安全。所以，进一步探究村下压煤优化开采方法具有极大的意义。

　　3村庄区域煤矿开采优化设计

　　3.1设计方案

　　1：先充后采，条带开采，条带充填

　　在方案1之中，事先利用特定的充填物质将之前开采完以后留下条带进行充填处理，在充填物质强度达到相应强度之后，然后对中间的煤柱进行回采作业。当回采完成以后，剩余的空间无需再次填充处理。要想确保充填作业更加的便捷与顺利，并且更好的布设回采工作面，在充填施工时将10m宽度条带仅仅充填8m，剩余的空间在进行回采工作时便能够作为开切眼作业空间。等到此煤柱完成回采作业以后，将之前未充填的空间进行充填处理。在采煤作业过程中，利用条带后退方式开展采煤作业，利用单体液压支柱进行护顶，并一次性的开采全高，到顶到底。

　　采用此种开采方案涉及的技术工艺较为简单，需要的回采设备也相对少，目前煤矿所拥有的开采工艺便能够达到煤矿开采需求。而且作业人员拥有相对丰富的经验，需要的充填材料也非常少，对于充填作业速率也没有太高的要求。不过，此种开采方法要求充填物质所拥有的强度要相对高。

　　3.2设计方案2：

　　先充后采，条带开采，全部充填

　　方案2利用相应充填物质将之前开采完成的条带进行充填处理，等到充填物质的强度达到相应值以后，对中间的煤柱进行开采作业，等到此煤柱完全的开采完成之后，将煤柱开采留下的相应空间加以充填处理，确保达到全充填的目标。要开展充填作业的过程中，要想确保作业能够顺利完成，并且能够更合理的设置回采工作面，在充填施工时将10m宽度条带仅仅充填8m，剩余的空间在进行回采工作时便能够作为开切眼作业空间。

　　等到此煤柱完成回采作业以后，将之前未充填的空间以及煤柱开采留下的空间进行充填处理。在首个煤柱完成了开采作业之后，便即刻将采空区域加以充填处理，并且进行第二个煤柱的开切眼作业，为下一煤柱的开采作业做好充分准备。在采煤作业过程中，利用条带后退方式开展采煤作业，利用单体液压支柱进行护顶，并一次性的开采全高，到顶到底。方案2所拥有的优点是不需要应用强度较高回填物质，不过，却需要消耗非常多的充填物质。

　　4效益分析

　　煤矿中煤炭容重约为1.34t/m3，能够计算得出单位重量的煤所需充填成本为115.25元。产量依照年产20万t计算，则能够得出相应的经济效益：

　　(1)20万t煤销售获得收入：20万t×680元/t=13600万元;

　　(2)开采20万t煤炭所需的成本投入：20万t×(250+115.25)元/t=7305万元;

　　(3)创造的经济效益：13600万元-7305万元=6295万元。可见对村庄区域煤矿进行开采所带来的经济效益是极为可观的。

　　参考文献：

　　[1]李雪.我国煤矿村庄压煤和村庄下采煤情况浅析[J].内蒙古煤炭经济，2015(6)：16-17.

　　[2]刘永成.村庄压煤开采技术方案探讨[J].山西焦煤科技，2014，38(5)：25-28，32.

　　[3]李正军，谭志祥，王向阳，范洪冬.夹河矿工业广场煤柱条带开采技术研究[J].煤矿开采，2017，22(4)：57-60.

　　推荐期刊：煤炭科技为国内外公开出版发行的科技期刊，季刊，国际标准刊号ISSN1008-3731，国内统一刊号CN32-1491/TD，邮发代号28-175，现由徐州矿务集团有限公司和江苏省煤炭学会、中国矿业大学共同主办。期刊内容以煤炭行业先进实用技术为主，包括理论探索和科学研究。