在村莊區(qū)域煤礦開采過程中，采用充填開采方法能夠有效的保護(hù)地表建筑，同時(shí)還能顯著提升采煤效率，從而達(dá)到緩解煤炭短缺的局面。下面文章中主要結(jié)合實(shí)際開采實(shí)例，并根據(jù)煤礦區(qū)域中村莊建筑情況，制定了不同的開采方案，最后通過安全性計(jì)算，得出第一種方案是更加優(yōu)化的，并且通過效益分析也能夠得出，采用方案1進(jìn)行村莊區(qū)域煤礦開采可以取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)鍵詞：煤礦開采,充填開采,優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　1前言

　　社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源，而由于人類對(duì)能源大量的開采，導(dǎo)致能源危機(jī)的出現(xiàn)，能源危機(jī)問題越來越嚴(yán)重，我們不得不加以重視。在各種能源之中，煤炭是非常重要的一種能源，早在一百多年前人們便已經(jīng)開始開采煤炭資源了，導(dǎo)致煤炭資源的儲(chǔ)存數(shù)量大幅降低。不過，因?yàn)槊禾抠Y源的供應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定，而且煤炭資源相對(duì)經(jīng)濟(jì)，我們現(xiàn)在依然在很大程度上依賴于煤炭資源。國內(nèi)的煤炭資源儲(chǔ)存量相對(duì)豐富，而且在建筑物下方、水體下方以及鐵路下方壓煤數(shù)量巨大。

　　隨著煤炭資源數(shù)量不斷的減少，能源短缺問題和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展所產(chǎn)生的矛盾逐漸凸顯，如何更加高效與合理的開采煤礦資源，尤其是開采“三下”壓煤，是目前我們急需解決的問題。以往我們對(duì)村莊壓煤進(jìn)行開采過程中，多是通過遷村或者是通過條帶方法完成煤礦開采，不過這些方法很難滿足實(shí)際的壓煤開采需求。

　　若是通過遷村方法進(jìn)行壓煤開采，雖然開采效率相對(duì)高，不過，遷村所需的成本較大，導(dǎo)致煤礦承受的經(jīng)濟(jì)壓力無形中大大增加，而且遷村也會(huì)占用大量土地，會(huì)進(jìn)一步加劇土地短缺問題。而若是通過條帶方法進(jìn)行壓煤開采，雖然可以不進(jìn)行遷村，不過，煤礦開采的效率相對(duì)低。因此，要求我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步的優(yōu)化村莊區(qū)域煤礦開采的方法，確保對(duì)村下壓煤更加高效、安全與環(huán)保的開采。

　　2晉華宮煤礦村莊分布和村下壓煤情況

　　2.1村莊分布

　　在該區(qū)域之中分布有十幾個(gè)村莊，其中有3個(gè)村莊位置正好處于井田邊界位置。區(qū)域中一區(qū)包含有4000余戶人家，總共包含有12000人左右。在這些村莊之中，房屋類型基本上都是磚木結(jié)構(gòu)類型，也有一些土木房屋結(jié)構(gòu)，還是少數(shù)磚混房屋結(jié)構(gòu)。

　　2.2村下壓煤情況

　　在此次試驗(yàn)區(qū)域之中，村莊中的民房建筑物相對(duì)密集，村下壓煤數(shù)量達(dá)到整個(gè)煤礦可開采數(shù)量的近40%左右。在之前曾經(jīng)采用條帶方法進(jìn)行村下壓煤的開采工作，已經(jīng)完成其中近一半左右煤炭開采，不過，依舊有一半左右煤炭資源被遺留在礦井之中。要是不對(duì)礦井之中遺留的煤柱進(jìn)行開采，會(huì)極大的影響到煤礦長(zhǎng)期發(fā)展與規(guī)劃，同時(shí)也會(huì)對(duì)煤礦效益的進(jìn)一步增長(zhǎng)帶來不利影響。

　　但是，在對(duì)村下壓煤進(jìn)行開采的過程中，會(huì)導(dǎo)致村莊中的民房受到影響。要是采煤過程中發(fā)生的采動(dòng)相對(duì)嚴(yán)重時(shí)，則將會(huì)極大的影響到村民生命與財(cái)產(chǎn)安全。所以，進(jìn)一步探究村下壓煤優(yōu)化開采方法具有極大的意義。

　　3村莊區(qū)域煤礦開采優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　3.1設(shè)計(jì)方案

　　1：先充后采，條帶開采，條帶充填

　　在方案1之中，事先利用特定的充填物質(zhì)將之前開采完以后留下條帶進(jìn)行充填處理，在充填物質(zhì)強(qiáng)度達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度之后，然后對(duì)中間的煤柱進(jìn)行回采作業(yè)。當(dāng)回采完成以后，剩余的空間無需再次填充處理。要想確保充填作業(yè)更加的便捷與順利，并且更好的布設(shè)回采工作面，在充填施工時(shí)將10m寬度條帶僅僅充填8m，剩余的空間在進(jìn)行回采工作時(shí)便能夠作為開切眼作業(yè)空間。等到此煤柱完成回采作業(yè)以后，將之前未充填的空間進(jìn)行充填處理。在采煤作業(yè)過程中，利用條帶后退方式開展采煤作業(yè)，利用單體液壓支柱進(jìn)行護(hù)頂，并一次性的開采全高，到頂?shù)降住?/p>

　　采用此種開采方案涉及的技術(shù)工藝較為簡(jiǎn)單，需要的回采設(shè)備也相對(duì)少，目前煤礦所擁有的開采工藝便能夠達(dá)到煤礦開采需求。而且作業(yè)人員擁有相對(duì)豐富的經(jīng)驗(yàn)，需要的充填材料也非常少，對(duì)于充填作業(yè)速率也沒有太高的要求。不過，此種開采方法要求充填物質(zhì)所擁有的強(qiáng)度要相對(duì)高。

　　3.2設(shè)計(jì)方案2：

　　先充后采，條帶開采，全部充填

　　方案2利用相應(yīng)充填物質(zhì)將之前開采完成的條帶進(jìn)行充填處理，等到充填物質(zhì)的強(qiáng)度達(dá)到相應(yīng)值以后，對(duì)中間的煤柱進(jìn)行開采作業(yè)，等到此煤柱完全的開采完成之后，將煤柱開采留下的相應(yīng)空間加以充填處理，確保達(dá)到全充填的目標(biāo)。要開展充填作業(yè)的過程中，要想確保作業(yè)能夠順利完成，并且能夠更合理的設(shè)置回采工作面，在充填施工時(shí)將10m寬度條帶僅僅充填8m，剩余的空間在進(jìn)行回采工作時(shí)便能夠作為開切眼作業(yè)空間。

　　等到此煤柱完成回采作業(yè)以后，將之前未充填的空間以及煤柱開采留下的空間進(jìn)行充填處理。在首個(gè)煤柱完成了開采作業(yè)之后，便即刻將采空區(qū)域加以充填處理，并且進(jìn)行第二個(gè)煤柱的開切眼作業(yè)，為下一煤柱的開采作業(yè)做好充分準(zhǔn)備。在采煤作業(yè)過程中，利用條帶后退方式開展采煤作業(yè)，利用單體液壓支柱進(jìn)行護(hù)頂，并一次性的開采全高，到頂?shù)降�。方�?所擁有的優(yōu)點(diǎn)是不需要應(yīng)用強(qiáng)度較高回填物質(zhì)，不過，卻需要消耗非常多的充填物質(zhì)。

　　4效益分析

　　煤礦中煤炭容重約為1.34t/m3，能夠計(jì)算得出單位重量的煤所需充填成本為115.25元。產(chǎn)量依照年產(chǎn)20萬t計(jì)算，則能夠得出相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益：

　　(1)20萬t煤銷售獲得收入：20萬t×680元/t=13600萬元;

　　(2)開采20萬t煤炭所需的成本投入：20萬t×(250+115.25)元/t=7305萬元;

　　(3)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益：13600萬元-7305萬元=6295萬元�？梢妼�(duì)村莊區(qū)域煤礦進(jìn)行開采所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是極為可觀的。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　推薦期刊：煤炭科技為國內(nèi)外公開出版發(fā)行的科技期刊，季刊，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)ISSN1008-3731，國內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)CN32-1491/TD，郵發(fā)代號(hào)28-175，現(xiàn)由徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司和江蘇省煤炭學(xué)會(huì)、中國礦業(yè)大學(xué)共同主辦。期刊內(nèi)容以煤炭行業(yè)先進(jìn)實(shí)用技術(shù)為主，包括理論探索和科學(xué)研究。