高河煤礦厚煤層綜放開采地表沉陷規(guī)律實(shí)測研究.pdf

《高河煤礦厚煤層綜放開采地表沉陷規(guī)律實(shí)測研究.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第3期礦山測量NO．32013年6月MINESURVEYINGJun．2013doi：10．3969／】．1ssn．1001—358X．2013．03．04高河煤礦厚煤層綜放開采地表沉陷規(guī)律實(shí)測研究張君正。鄭志剛(1．潞安集團(tuán)山西高河能源有限公司，山西長治047100；2．煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院，河北唐山063012)摘要：文中針對高河井田煤層埋藏深、表土層厚度大的地層條件，以地表實(shí)測資料為基礎(chǔ)，分析研究了該地質(zhì)采礦條件下綜放開采地表沉陷變形規(guī)律和特點(diǎn)，求取了概率積分法巖移預(yù)計(jì)參數(shù)和巖移角值，為本礦井及類似條件的礦井開展“三下”采煤提供了技術(shù)依據(jù)。關(guān)鍵詞：厚黃土層；綜放開采；地表

2、沉陷規(guī)律；巖移參數(shù)中圖分類號：TD327文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1001—358X【2013)03—0012—02高河煤礦位于潞安礦區(qū)南部，井田內(nèi)地勢平坦，W1303工作面地表巖移觀測站布設(shè)了全傾向、廣為第四系黃土所覆蓋。主要開采山西組3}}厚煤半走向2條觀測線，半走向觀測線長1102m，工作測層，具有煤層埋藏深、表土層厚度大等特點(diǎn)。為掌握點(diǎn)43各，控制點(diǎn)3個；全傾向觀測線長1390m，工作該地質(zhì)采礦條件下的地表移動變形規(guī)律，科學(xué)、有序測點(diǎn)50個，控制點(diǎn)4個，觀測站布設(shè)情況參見圖i。地指導(dǎo)“三下”壓煤開采和保護(hù)煤柱留設(shè)，高河煤礦觀測線工作測點(diǎn)間距25m，控制點(diǎn)間距45—50m。在西一

3、盤區(qū)W1303工作面上方，設(shè)置了地表移動觀測點(diǎn)采用混凝土預(yù)制測樁，按規(guī)程及設(shè)計(jì)要求在開測站，通過實(shí)地觀測和分析研究，基本掌握了該地質(zhì)采前完成埋設(shè)工作。采礦條件下綜放開采地表移動變形規(guī)律和特點(diǎn)。1地質(zhì)采礦條件W1303工作面位于西一盤區(qū)西部，為盤區(qū)首采工作面，工作面走向長540m，傾向?qū)?05m，見圖1。開采煤層為二迭系山西組3煤，平均采厚6．8m，煤層傾角3?！?4。，平均開采深度525m，黃土層厚度為189m，基巖厚度336m，基巖巖性主要由砂巖、泥滯巖、砂質(zhì)泥巖等組成。W1303工作面賦存穩(wěn)定，地層結(jié)構(gòu)較為簡單，工作面總體呈一向斜構(gòu)造，向斜軸近南北向、垂直于W1303工作面，于工

4、作面西部穿過。煤層直接頂板為泥質(zhì)巖，厚0～11．68m，強(qiáng)度較低。老頂為砂巖，厚0．00～20．10m，不規(guī)則裂隙發(fā)育。煤層直接底板為泥質(zhì)巖石，局部為粉砂巖，厚0～3．05m。圖1觀測站平面布置示惹圖W1303工作面從西向東推進(jìn)，2010年2月開始地表巖移觀測站于2010年3月3日進(jìn)行了首回采，2012年9月回采結(jié)束，工作面平均推進(jìn)速度為次全面觀測，2012年11月08日進(jìn)行了最后一次全1．3m／d。采煤方法為綜采放頂煤一次性采全高，全面觀測，歷時32個月，共進(jìn)行了8次全面觀測和14陷法管理頂板。次日常水準(zhǔn)觀測，取得了大量的觀測資料。2觀測站設(shè)計(jì)、觀測與地表沉陷規(guī)律分析2．2地表沉陷

5、規(guī)律分析2．2．1地表下沉形態(tài)2．1觀測站設(shè)計(jì)與觀測根據(jù)實(shí)測資料，求取各次觀測的下沉值，表1列12苧塑墨量!壹塑璺墨塾地表沉陷規(guī)律實(shí)測研究2013年6月出了地表最大移動變形值，圖2繪制了傾向線和走表1實(shí)測地裹最大移動變形值向線的部分下沉曲線。從圖2可見，地表的沉降是＼頂目下沉傾斜曲率水平移動水平變形連續(xù)漸變的，不存在突變，符合開采沉陷的一般規(guī)名整竺竺竺!：：21竺!竺律，說明觀測資料是可靠的。傾向線369634．40．4一一0．9108710．4一29．5走向線429829．60．3一一0．49565．7一8．2圖例．--．--一2011．03．09．——．．--一2011．0808

6、?201108．28?201109．23—20120I_09．--．—一20120804圖2地表觀測站傾向線和走向線下沉曲線2．2．2巖移角值2．2．3地表動態(tài)變形分析通過對觀測資料的綜合分析、研究，獲得了地表為了解地表動態(tài)變形的特征，對走向線部分測移動變形的各種巖移角值，如表2所示。點(diǎn)的實(shí)測資料進(jìn)行了全面分析，求取了相關(guān)地表動表2上山、走向方向的邊界角、移動角、裂縫角態(tài)變形參數(shù)，見表3。選取走向線上29號測點(diǎn)，繪制了下沉速度與下沉曲線關(guān)系圖，見圖3。由圖3可以看出，地表沉陷變形非常集中，其下沉量主要發(fā)生在移動活躍期內(nèi)。地表移動持續(xù)時．表3地表移動與變形動態(tài)參數(shù)間為684天，其中活躍

7、期約為381天，下沉量占總沉2．2．5地表移動變形規(guī)律降量的84．8％左右；衰退期約為284天，下沉量占結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查和實(shí)測資料分析可知，本區(qū)域的總沉降量的1．3％左右。地表移動與變形具有如下規(guī)律和特點(diǎn)：(1)地表下沉盆地陡峭，變形分布集中。其主要下原因在于煤層埋深大，上覆黃土層厚度大且膠結(jié)力差，在上覆地層荷載作用下覆巖下沉進(jìn)程加快，但結(jié)：構(gòu)松散的黃土阻滯了移動的橫向傳遞。(2)下沉系數(shù)偏大，邊界角、移動角值較大，主要?????．I)3∞∞一?一～影響角正切