走向条带开采在村庄下“三软”特厚煤层中的实践与认识

3.2.2　实测结果
　　根据对实测资料进行分析整理，以开采范围的几何中心为坐标原点，沿走向观测线和倾向
观测线地表下沉曲线分别见图2和图3。

　　地表移动和变形观测最大值见表2。

表2　地表移动和变形实测最大值

图2　走向观测线地表下沉曲线图

图3　倾向观测线地表下沉曲线图

3.3　地表移动变形特征

　　根据对地表移动观测站实测情况的分析得出：在14041、14042、14043三个条带采煤工作面
回采结束约3个月，地表最大下沉值达到稳定后最大下沉值的96％，工程上可认为地表已稳定，
地面出现了椭圆形下沉盆地，没有因条带开采引起地表的波浪下沉。通过观测站的观测，最大
下沉速度为4mm/d。从移动开始（地表点下沉10mm时认为下沉开始）到地表移动结束总移动时间
为9个月零4天，各移动阶段的下沉速度变化不明显。
　　经计算分析可知：在该条件下进行条带采煤并没有达到充分采动，便从表2可知，地表移动
和变形最大值比预计的要大，超过了建筑物Ⅱ级破坏的临界变形值。地表移动盆地南部出现了
宽度15mm以上的地表裂缝。

3.4　实测参数和预计选取参数的对比与分析

　　根据对实测结果的分析计算，求取出该地区的下沉系数等概率积分参数（见表3）。
　　从表3可以看出，实际观测值与预计选取值有一定的偏差，比如下沉系数η实测值偏大。经
分析存

表3　实测参数与预计选取参数对照表

4　采动对建筑物的影响及经济效益分析

4.1　采后对建筑物的影响

　　地面建筑物的变形是地表通过基础的传递而产生的。因此，建筑物基础的移动变形和地表
移动变形之间的关系，与建筑物基础的平面长度、宽度、深度、材料性质、荷载情况、地基性
质及建筑物结构和使用年限等因素有关。从表2知，采后地表移动和变形值对建筑物破坏程度已
超过Ⅱ级。通过现场调查可知：地表移动盆地中央的粘土砖厂厂房、盆地南部数十间钢筋混凝
土（砖混结构）民房由于抗变形能力大，破坏轻微，局部土木结构民房出现8mm以上裂缝，裂缝
多出现在门窗边角附近，延展方向沿砖缝斜向居多。其损坏程度为Ⅱ级左右，但大部分经简单
维修可以居住。

4.2　经济效益分析

　　回采结束后，共采出煤炭83168t，若按98元/t计，可增加产值815.05万元。采煤工效为
8.8t/工，各项技术经济指标基本理想，基本上没有增加成本，达到了预期目的。

5　几个问题的分析与建议

　　通过上述观测研究可知，只要选用合理的开采参数及措施在该地区村庄下“三软”特厚煤
层中应用条带法开采是可行的。但仍有以下问题：
　　a　回采率偏低。由于在大平煤矿村庄下“三软”特厚煤层中使用条带开采属初次尝试，如
果回采率过大，可能造成地表密集建筑群的大面积受损，从而需支付庞大的赔偿费、维修费；
但回采率偏低，将造成大量煤炭资源的滞采和浪费。因此，应改革条带开采类型，进一步优化
开采参数，提高回采率。
　　b　条带煤柱稳定性低，地表变形值偏大。条带煤柱的稳定性是条带开采成败的关键。在
“三软”特厚煤层中，由于煤层采高大，煤层的强度低，当条带煤柱沿煤层走向布置时，在矿
山压力的作用下，很容易出现煤柱的片帮、塌落，从而降低煤柱的稳定性，使地表移动变形值
增大。当条带煤柱沿煤层倾向布置时，条带煤柱的稳定性将不受煤层倾角的影响，从而煤柱的
片帮程度会降低，使煤柱的设计尺寸不会有过大变化。因此，倾斜条带开采是提高条带开采煤
柱稳定性的一项重要措施之一。也就是说，在进行条带开采设计时，“三软”特厚煤层采用倾
斜条带开采则更为合理。

6　结　论

　　在大平煤矿14采区西翼村庄下“三软”特厚煤层中应用条带法开采是基本可行的。在无须
支付或少量支付维修费用的情况下，解放了该块压煤，增加产值800多万元，基本上达到了预期
的目的。同时为该矿下一步的开采设计以及该地区类似条件下进行采煤提供了宝贵的实践经
验。

　　b　鉴于在条带开采实践中遇到的走向条带煤柱易片帮、塌落等不利因素，在进行条带开采
设计中，将走向条带开采改为倾斜条带开采，进一步优化开采参数，提高煤柱稳定性及回采
率。
　　c　在确定条带开采尺寸时，应结合煤层软而厚，易片帮、易塌落的特点，将煤层由于片帮
塌落对条带煤柱尺寸的影响考虑进去。现场观测表明：该区域的煤层塌落角为60°～65°。

作者简介：郭文兵，男，1969年生，讲师，硕士，现在焦作工学院从事“三下”采煤的科
研、教学工作，曾发表论文10余篇。

作者单位：（焦作工学院）（河南　郑州煤业集团公司）