3_土地复垦可行性分析(小屯矿).doc

3 土地复垦可行性分析 3.1 已破坏土地现状 小屯矿属于扩建项目，原小屯矿已开采完毕，扩大区还没有开采，所以已破坏土地主要分布在原小屯矿区范围，而且塌陷区已稳沉，已破坏土地总面积为hm2，详见表3.1。 表3.1土地类型 面积 塌陷水浇地 144.19 旱地 180.05 菜地 0.09 果园 7.64 有林地 3.69 农村道路 6.42 坑塘水面 7.56 农田水利用地 9.56 特殊用地 0.15 公路用地 1.14 水库水面 5.77 荒草地 40.15 裸岩地 8.8 其他未利用地 2.83 合 计 418.04 33.2.1 地表移动变形规律概述 地表移动是指采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形。 地表沉陷规律是指地下开采引起的地表移动和变形的大小、空间分布形态，及其与地质采矿条件的关系。其影响因素众多，主要因素有以下两类： ①煤层倾角大小（水平煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层）； ②采动程度（非充分采动、充分采动），采动程度与开采尺寸、采深、岩性、采煤方法有关。 当采深和采厚的比值较大时，地表的移动和变形在空间和时间上是连续的、渐变的，具有明显的规律性。当采深和采厚的比值较小或具有较大的地质构造时，地表的移动和变形在空间和时间上将是不连续的，移动和变形的分布没有严格的规律性，地表可能出现较大的裂缝或塌陷坑。 3.2.2 预计模型选择 目前，我国常用的地表移动和变形预计方法主要有典型曲线法、负指数法、概率积分法以及力学方法。经过多年的实践，概率积分法逐渐成为应用最多的方法，这主要是因为和其它的方法相比，概率积分法的预计模型相对简单，预计参数比较稳定，预计精度能满足一般工程的需要，同时，更容易实现电算。因此，本次采用概率积分法对本井田的地表移动变形进行预计。概率积分法预计模型如下： 下沉： 倾斜： 曲率： 水平移动： 水平变形： 式中，Wcm_——地表充分采动时最大下沉值； Ucm——地表充分采动时最大水平移动值； r——主要影响半径； θ0——主要影响传播角； D——开采区域； x，y——计算点的相对坐标（考虑了拐点偏移距）。 地表最大移动、变形值估算公式如下： 最大下沉值： 最大倾斜值： 最大曲率值： 最大水平移动值： 最大水平变形值： 主要影响半径： 式中，q为下沉系数，m为开采厚度，α为煤层的倾角，b为水平移动系数。 本次预测计算均在计算机上进行，采用根据上述预计模型编制的地表移动与变形计算程序，输入相关参数，程序自动计算各种移动变形数据。 3.3 预计参数的确定 地表移动和变形预计参数确定的是否准确直接关系到预计的精度，根据小屯矿扩大区煤层顶底板岩石的岩性，结合《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，可确定本矿区范围内煤层覆岩为中性岩性。根据煤层赋存条件，顶底板岩性及地质构造特征，2#煤层顶板管理采用垮落法，4#煤层采用缓慢下沉法管理顶板。依据临近矿井羊渠河矿的预计参数如下： 下沉系数q＝0.78； 水平移动系数b =0.3； 主要影响角正切tanβ＝2.1； 拐点偏距s=0.08H； 开采影响传播角取θ=90-0.6α。 主要开采煤层有两层，先开采下部的4#煤层，后开采2#煤层。在重复采动条件下，地表移动变形预计参数要做修改，重复采动与初次采动主要体现在复采时覆岩的下沉系数要增大，对于中硬岩层，地表受下层煤开采的下沉系数较初次采动增大10%； 3.4 预计结果 3.4.1 地表移动变形值预计 扩大区划分2个采区，即东一采区、东二采区。采区分布图如图3.1所示。采区开采顺序本着先近后远的原则，原则上先采上山采区，后采下山采区。扩大区采区接替表如表3所示。 表3 扩大区采区接替表 采区名称 采区生产能力（Mt/a） 服务年限（a） 时间（a） 2010 2013 2016 2018 东一采区 0.6 5 东二采区 0.6 4 合计 0.6 40.1 根据矿井开拓布置方案，矿井投产一个采区一个综采工作面保证矿井产量。矿井采用立井开采，首采区为浅部的东一采区。由于该矿地质构造比较复杂，设计根据煤层赋存条件和开采技术条件，采用倾向长壁采煤法分层开采，全部冒落法管理顶板。由于矿井扩大区面积较大，服务年限为10a，因此，结合井田开拓设计和采区布设情况，运用编制的地表移动与变形计算程序，对该矿井分采区进行地表移动变形预计。 首采区东一采区位于工业广场西侧，-750水平以上，主要开采煤层为4#、2#煤层。 （1）对东一采区4#煤层开采的移动变形预计 4#煤层平均煤厚1.6m，开