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《厚黃土區(qū)綜放開采地表移動變形觀測與數(shù)值模擬研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第5期礦山測量NO．52014年10月MINESURVEYING0ct．2O14doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．05．24厚黃土區(qū)綜放開采地表移動變形觀測與數(shù)值模擬研究史世東，鄭志剛，易四海(1．潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司常村煤礦，山西長治047100；2．煤炭科學研究總院唐山研究院，河北唐山063012)摘要：文中以地表實測資料為基礎(chǔ)，探討了常村煤礦厚黃土層綜放開采條件下地表沉陷變形特征，獲得了概率積分法巖移預(yù)計參數(shù)和巖移角值，并結(jié)合數(shù)值模擬手段，分析了該地質(zhì)采礦條件下巖層與地表移
2、動變形機理，揭示了常村礦厚黃土層綜放開采條件下地表沉陷變形規(guī)律。關(guān)鍵詞：厚黃土區(qū)i綜放開采；地表沉陷變形；巖移參數(shù)中圖分類號：TD325．1文獻標識碼：B文章編號：1001—358X(2014)05—0082—03常村煤礦地處長治盆地西部，全區(qū)為第四系黃長度為1225．4m。走向線布工作測點24個，測線西土沉積掩蓋，主要開采山西組3#厚煤層，具有煤層開側(cè)布控制點3個，測線長度為1009．5m。工作測點采厚度大、表土層厚等特點。目前，對于該地質(zhì)采礦間距越25m，控制點間距約45m。條件下巖層與地表移動規(guī)律的研究較少，有待進
3、一地表巖移觀測站于2012年8月建立，自2012年步深人研究。為此，常村煤礦在S6采區(qū)S6—7工作9月2日至2013年11月16Et分別進行了16次全面上方設(shè)置了地表移動觀測站，通過現(xiàn)場觀測和數(shù)面觀測和l6次日常高程觀測，取得了大量的觀測資值模擬分析，基本掌握了該地質(zhì)采礦條件下的地表料。移動變形規(guī)律和特點。1地質(zhì)采礦條件S6—7工作面位于s6采區(qū)南側(cè)，四周均為未采區(qū)。工作面沿傾向布置，面長1390m，面寬273．6m。開采二迭系山西組3#煤，煤層厚度為6．17m，煤層傾角0?！?。，平均采深358m。工作面總體形態(tài)為一單
4、斜構(gòu)造，東北部高西南部低。地質(zhì)條件較為簡單，煤層上覆地層主要由泥巖、砂巖及第四系黃土層組成，其中第四紀表土層厚度達130．35～134．00m。圖1觀測站平面布置示意圖工作面從西南向東北仰斜推進，自2012年8月開始回采，至2012年底推進了445m后，工作面暫3地表移動變形參數(shù)及規(guī)律?；夭桑?013年6月工作面繼續(xù)開采，至2013年l03．1地表下沉形態(tài)月底，累計推進長度為1006m，平均推進速度為根據(jù)實測資料，求取各次觀測的下沉值，表1列3．66m／d。采煤方法為放頂煤一次采全高，全部垮出了地表最大移動變形值，圖2繪
5、制了傾向線和走落法管理頂板。向線的部分下沉曲線。從圖2可見，地表的沉降是2觀測站設(shè)計與觀測連續(xù)漸變的，不存在突變，符合開采沉陷的一般規(guī)律，說明了觀測資料是可靠的。試驗工作面上方地表布設(shè)了一條走向觀測線和一條傾向觀測線，觀測站的布設(shè)情況見圖1。傾向觀3．2地表移動變形參數(shù)測線布設(shè)工作測點35個，南側(cè)布控制點3個，測線通過對觀測資料的整理和分析，獲得了地表移動變形的各種參數(shù)，如表2、表3、表4所示。82圖例———一2010．10．I5——●一20l210．3I———-一20l2II20——e一2012．I2．26——日一20
6、l3．06I3——●一20I3llI6圖2傾向線和走向線的下沉曲線表l上山、下山及走向方向的邊界角、移動角、裂縫角下沉系數(shù)q水平移動系數(shù)b主要影響角正切I拐點偏移系數(shù)S／H影響傳播角系數(shù)3．3地表移動特點大落差達100mm。結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查和實測資料可知，本區(qū)域的地表4數(shù)值模擬研究移動與變形具有如下特點：(1)地表下沉系數(shù)較大，地表下沉速度較大。由為進一步分析研究厚黃土層綜放開采條件下巖于S6—7T作面表土層厚度大，推進速度快，上覆巖層與地表移動機理，應(yīng)用大型非線性有限差分軟件層近似連續(xù)變形，離層、裂隙未得到充分發(fā)育，使活F
7、LAC3D，對s6—7工作面巖層與地表移動進行了數(shù)躍期內(nèi)地表移動變形更為劇烈且集中。從而加劇了值模擬分析。圖3為數(shù)值模擬s6—7工作面推進至地表的沉陷變形。1006m后巖層走向和傾向主剖面上的豎直移動云(2)具有明顯的厚松散層的特征。地表下沉曲圖。圖中反映了工作面綜放開采后周圍巖層的移動線陡峭，地表移動變形在拐點內(nèi)側(cè)下沉值較大，在拐情況。點處變形發(fā)展較為迅速，曲線較陡，而在拐點外測下從巖層移動量大小來看，采動覆巖中，以采空區(qū)沉值快速減小，拐點以外區(qū)域沉陷變形曲線收斂較幾何中心為參照點，在開采影響中央?yún)^(qū)域，離中心越慢，影響
8、范圍向外擴展較遠。近則巖層移動量越大，離中心越遠則巖層移動量越(3)地表移動變形在時間上更為集中。地表移小，直接頂板移動量最大，柑對應(yīng)的地表移動量最動持續(xù)時問為l4個月，初始期、活躍期和衰退期分小，這反映了開采空間在上傳過程中的耗散。這是別為33天、l】8天和269天。地表沉陷變形主要集由于在地下未開采前巖體受覆巖重
