高河煤矿厚煤层综放开采地表沉陷规律实测研究.pdf

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1、第3期矿山测量NO．32013年6月MINESURVEYINGJun．2013doi：10．3969／】．1ssn．1001—358X．2013．03．04高河煤矿厚煤层综放开采地表沉陷规律实测研究张君正。郑志刚(1．潞安集团山西高河能源有限公司，山西长治047100；2．煤炭科学研究总院唐山研究院，河北唐山063012)摘要：文中针对高河井田煤层埋藏深、表土层厚度大的地层条件，以地表实测资料为基础，分析研究了该地质采矿条件下综放开采地表沉陷变形规律和特点，求取了概率积分法岩移预计参数和岩移角值，为本矿井及类似条件的矿井开展“三下”采煤提供了技术依据。关键词：厚黄土层；综放开采；地表

2、沉陷规律；岩移参数中图分类号：TD327文献标识码：B文章编号：1001—358X【2013)03—0012—02高河煤矿位于潞安矿区南部，井田内地势平坦，W1303工作面地表岩移观测站布设了全倾向、广为第四系黄土所覆盖。主要开采山西组3}}厚煤半走向2条观测线，半走向观测线长1102m，工作测层，具有煤层埋藏深、表土层厚度大等特点。为掌握点43各，控制点3个；全倾向观测线长1390m，工作该地质采矿条件下的地表移动变形规律，科学、有序测点50个，控制点4个，观测站布设情况参见图i。地指导“三下”压煤开采和保护煤柱留设，高河煤矿观测线工作测点间距25m，控制点间距45—50m。在西一

3、盘区W1303工作面上方，设置了地表移动观测点采用混凝土预制测桩，按规程及设计要求在开测站，通过实地观测和分析研究，基本掌握了该地质采前完成埋设工作。采矿条件下综放开采地表移动变形规律和特点。1地质采矿条件W1303工作面位于西一盘区西部，为盘区首采工作面，工作面走向长540m，倾向宽205m，见图1。开采煤层为二迭系山西组3煤，平均采厚6．8m，煤层倾角3。～14。，平均开采深度525m，黄土层厚度为189m，基岩厚度336m，基岩岩性主要由砂岩、泥滞岩、砂质泥岩等组成。W1303工作面赋存稳定，地层结构较为简单，工作面总体呈一向斜构造，向斜轴近南北向、垂直于W1303工作面，于工

4、作面西部穿过。煤层直接顶板为泥质岩，厚0～11．68m，强度较低。老顶为砂岩，厚0．00～20．10m，不规则裂隙发育。煤层直接底板为泥质岩石，局部为粉砂岩，厚0～3．05m。图1观测站平面布置示惹图W1303工作面从西向东推进，2010年2月开始地表岩移观测站于2010年3月3日进行了首回采，2012年9月回采结束，工作面平均推进速度为次全面观测，2012年11月08日进行了最后一次全1．3m／d。采煤方法为综采放顶煤一次性采全高，全面观测，历时32个月，共进行了8次全面观测和14陷法管理顶板。次日常水准观测，取得了大量的观测资料。2观测站设计、观测与地表沉陷规律分析2．2地表沉陷

5、规律分析2．2．1地表下沉形态2．1观测站设计与观测根据实测资料，求取各次观测的下沉值，表1列12苎塑墨量!壹塑璺墨塾地表沉陷规律实测研究2013年6月出了地表最大移动变形值，图2绘制了倾向线和走表1实测地裹最大移动变形值向线的部分下沉曲线。从图2可见，地表的沉降是＼顶目下沉倾斜曲率水平移动水平变形连续渐变的，不存在突变，符合开采沉陷的一般规名整竺竺竺!：：21竺!竺律，说明观测资料是可靠的。倾向线369634．40．4一一0．9108710．4一29．5走向线429829．60．3一一0．49565．7一8．2图例．--．--一2011．03．09．——．．--一2011．0808

6、⋯201108．28⋯201109．23—20120I_09．--．—一20120804图2地表观测站倾向线和走向线下沉曲线2．2．2岩移角值2．2．3地表动态变形分析通过对观测资料的综合分析、研究，获得了地表为了解地表动态变形的特征，对走向线部分测移动变形的各种岩移角值，如表2所示。点的实测资料进行了全面分析，求取了相关地表动表2上山、走向方向的边界角、移动角、裂缝角态变形参数，见表3。选取走向线上29号测点，绘制了下沉速度与下沉曲线关系图，见图3。由图3可以看出，地表沉陷变形非常集中，其下沉量主要发生在移动活跃期内。地表移动持续时．表3地表移动与变形动态参数间为684天，其中活跃

7、期约为381天，下沉量占总沉2．2．5地表移动变形规律降量的84．8％左右；衰退期约为284天，下沉量占结合现场调查和实测资料分析可知，本区域的总沉降量的1．3％左右。地表移动与变形具有如下规律和特点：(1)地表下沉盆地陡峭，变形分布集中。其主要下原因在于煤层埋深大，上覆黄土层厚度大且胶结力差，在上覆地层荷载作用下覆岩下沉进程加快，但结：构松散的黄土阻滞了移动的横向传递。(2)下沉系数偏大，边界角、移动角值较大，主要⋯⋯⋯⋯⋯．I)3∞∞一⋯一～影响角正切