重復(fù)開(kāi)采地表變形規(guī)律的分析與研究-論文.pdf

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1、工技術(shù)重復(fù)開(kāi)采地表變形規(guī)律的分析與研究鄭衛(wèi)東范明山東亨達(dá)煤業(yè)有限責(zé)任公司【摘要l根據(jù)山東老礦區(qū)某井田開(kāi)采情況，通過(guò)對(duì)礦井地表觀測(cè)資料下沉系數(shù)：q=0．03和巡查記錄的整理與分析，求取出了不同區(qū)域開(kāi)采地表移動(dòng)變形參數(shù)，對(duì)傾向采動(dòng)系數(shù)：nl=0．24重復(fù)開(kāi)采后斷層、褶曲影響規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析，完善了井田變形規(guī)律，不走向采動(dòng)系數(shù)：n2=0．31僅豐富了礦井礦巖移成果，又為今后工作面開(kāi)采提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。最大下沉速度：v=0．28mm／d【關(guān)鍵詞】地表變形規(guī)律分析研究地表超前影響不明顯，在工作面快開(kāi)采結(jié)束時(shí)，地表

2、開(kāi)始有下沉現(xiàn)象，工作面走向、傾向均為非充分采動(dòng)。1．概況3斷層對(duì)地表移動(dòng)變形的影響山東大部分礦井都是多層煤賦存采區(qū)，分為上層煤和下層煤。上層根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出上組煤開(kāi)采后斷層對(duì)地表變形影響有以下煤有2、4、6層，下層煤ll、l3、l5層。多數(shù)礦井的開(kāi)采方式采用的是多規(guī)律和特點(diǎn)：層開(kāi)采，通常采用先采上部層煤，再采下層煤，采完一個(gè)工作面，再采下(1)斷層露頭位置與平面位置誤差最大不超過(guò)25米，地面臺(tái)階位一個(gè)工作面，就是在前一個(gè)基礎(chǔ)上再次開(kāi)采，統(tǒng)稱重復(fù)采動(dòng)。重復(fù)采動(dòng)置基本吻合。是巖層和地表受到地下采礦的影響而

3、產(chǎn)生的移動(dòng)變形后，在原有的采(2)形成上下盤(pán)下沉值的大小，主要是由開(kāi)采哪個(gè)盤(pán)位形成離層空區(qū)或相鄰的層位再次開(kāi)采，是巖層和地表再一次變形移動(dòng)的現(xiàn)象。山位置決定的。東煤礦如泰安市寧陽(yáng)縣山東亨達(dá)煤業(yè)有限公司也是一座老礦區(qū)，開(kāi)采(3)臺(tái)階的大小用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算和實(shí)測(cè)對(duì)比基本吻合。時(shí)間長(zhǎng)。隨著開(kāi)采深度、強(qiáng)度的增加，新開(kāi)采的工作面受到老采區(qū)的影(4)臺(tái)階的大小與斷層落差關(guān)系密切，近似呈正比關(guān)系。響，可以說(shuō)重復(fù)采動(dòng)在以后的開(kāi)采過(guò)程中將成為主要的采動(dòng)方式。但重(5)根據(jù)開(kāi)采深度達(dá)500米時(shí)，地表仍會(huì)產(chǎn)生大干0．6米的臺(tái)階復(fù)

4、采動(dòng)對(duì)地表下沉等地質(zhì)環(huán)境、地面建筑都會(huì)造成很大的危害，甚至?xí)?shí)測(cè)資料分析，地面臺(tái)階大小與開(kāi)采深度近似成正比關(guān)系，比例系數(shù)為威脅到人民群眾的生命安全，如何研究重復(fù)采動(dòng)條件下的地表下沉，是0．003。值得深入研究和討論的問(wèn)題。如山東某礦區(qū)一礦井田東部七采區(qū)上組十三層煤開(kāi)采后斷層變化規(guī)律：煤及十一層煤已基本全部開(kāi)采結(jié)束，地表已達(dá)充分采動(dòng)狀態(tài)。現(xiàn)在主要(1)根據(jù)理論分析和計(jì)算結(jié)果分析，地表出現(xiàn)臺(tái)階的位置并不在開(kāi)采十三層煤，在工作面開(kāi)采前在東翼建立了地表移動(dòng)變形觀測(cè)站。采斷層露頭的正上方，這和斷層傾角、臺(tái)階位置與下

5、沉盆地相對(duì)關(guān)系有關(guān)。取了剖面法觀測(cè)，同時(shí)將觀測(cè)線路延長(zhǎng)，將每個(gè)測(cè)點(diǎn)展繪在航測(cè)圖上進(jìn)(2)地表水平移動(dòng)在斷層露頭處有一個(gè)水平移動(dòng)系數(shù)。一般情況行對(duì)比，得出了地表最大下沉值及邊界影響最小值，求出了部分地表變下，這一突變形式表現(xiàn)為水平移動(dòng)曲線的“似落差”，與下沉落差相反。形參數(shù)。在地表斑裂線沉陷區(qū)附近設(shè)置了多組觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)其發(fā)展變化這樣，在斷層附近有一強(qiáng)變形帶形成，其變形值為正常值的l2倍左右，規(guī)律，收集到了大量數(shù)據(jù)，研究出了重復(fù)開(kāi)采地表變形變化規(guī)律。出現(xiàn)拉裂破壞。2地表移動(dòng)變形規(guī)律(3)在相同條件下，采區(qū)位于

6、斷層上盤(pán)對(duì)地表產(chǎn)生的影響比采區(qū)位(1)變形參數(shù)分析于下盤(pán)要大。七采區(qū)上組煤開(kāi)采結(jié)束后，采取了在地表移動(dòng)變形盆地沿原有觀(4)斷層引起臺(tái)階的大小與開(kāi)采厚度、開(kāi)采煤層截面積、上覆巖層測(cè)線實(shí)測(cè)原觀測(cè)點(diǎn)位置，再采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法觀測(cè)到了地表最終下沉的力學(xué)性質(zhì)、開(kāi)采所在的斷層上下盤(pán)位置、采深、斷層性質(zhì)、斷層傾角、數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的重新核實(shí)計(jì)算、原觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度分析、觀測(cè)斷層落差、斷層帶的膠結(jié)程度等因素有關(guān)。成果取舍、以及每次觀測(cè)時(shí)所對(duì)應(yīng)的井下開(kāi)采范圍，采用繪圖與計(jì)算相4．褶曲對(duì)地表移動(dòng)變形的影響結(jié)合的方法求得了

7、地表移動(dòng)變形穩(wěn)定后的部分參數(shù)，其數(shù)值如下：在七采區(qū)十三層開(kāi)采過(guò)程中，在地下開(kāi)采區(qū)上方地層表面出現(xiàn)了三上組煤采后變形參數(shù)十一煤采后變形參數(shù)條斑裂線，斑裂線周圍的地表出現(xiàn)長(zhǎng)長(zhǎng)的裂縫，裂縫最大寬度在0．2一1、上山方向移動(dòng)角：Y=70度Y=65度O．25米之間，斑裂線呈東西走向，斑裂線總的延伸長(zhǎng)度略小于采空區(qū)長(zhǎng)2、走向方向移動(dòng)角：6：70度6=65度度，地勢(shì)呈北高南低趨勢(shì)。3、下山方向移動(dòng)角：p=66度D=60度七采區(qū)斑裂線位置分別在向斜、背斜軸的軸部附近方向沿軸向方4、裂縫角：6’=71度6’=56度向。隨著

8、采煤工作面的不斷向前推進(jìn)，裂縫沿軸向方向不斷向前延伸，5、充分采動(dòng)角：中=52度=50度其影響范圍小于采空區(qū)對(duì)地表的影響。其范圍斑裂線經(jīng)過(guò)的地方出現(xiàn)6、最大下沉系數(shù)：q=0．65q=0．7裂縫和臺(tái)階與斷層對(duì)地表的影響規(guī)律相反。傾角不大的背斜在地表也7、水平移動(dòng)系數(shù)：b=0．33b=0．33形成明顯的斑裂線，房屋出現(xiàn)裂隙但裂縫和臺(tái)階較向斜引起的斑裂線8、主要影響角正切tgD=2．7tgD=3．0弱，破壞程度與正常情況相比較嚴(yán)重，