盘江矿区山脚树矿采动地表岩移规律及意义.doc

材料二 盘江矿区山脚树矿采动地表岩移规律总结及意义 高明专 盘江煤电（集团）有限公司 山脚树矿 摘 要：文章简要分析了山脚树矿采动地段岩移在开采规模及不同采矿地质条件下的活动特征、总结了其规律。为本矿区今后“三下”采煤及防止矿井地质灾害提供了技术基础参数和理论。对矿井生产具有较好的现实意义。 前 言：地下开采引发地表岩移活动是在一定的地质及采矿条件下产生及发展的，在产生过程中所呈现的规律特征取决于地质采矿条件的综合影响。作为采矿者来说，掌握本矿区采动岩移规律特征对减小矿井地质灾害、合理布置生产具有极为重要的现实意义。笔者现结合山脚树矿近年来地下开采所引发的地表活动分析总结其规律。 矿区地质概况 山脚树矿位于贵州盘县境内，大地构造归属滇、桂向斜黔西南台凹盘关向斜西翼。地层从老至新依次为二叠系龙潭组（240米），三叠系飞仙关组（480米），三叠系永宁镇组灰岩（120～180米），第四系黄土（5～20米）。区内断层发育，分布有大小断层30余条，对地层切割破坏严重。矿区地形坡度15°～60°，地形高差最大达800米，极为复杂。煤系地层位于龙潭组，共有可采煤层13层、12＃煤层为主采煤层，厚3.0米，煤岩倾角平均10°。走向长壁跨落法开采，开采深度最大达650米。 采动地表岩移规律 2.1采动地表岩移表现形式 山脚树矿自开采以来，开采面积达325万平方米，受采动影响的区域面积达425万平方米。按影响程度来分，采动影响区可分为非塌陷区和塌陷区两类。非塌陷区地表岩移较轻微，仅出现细小的裂纹和沉陷，耕地、房屋等基本上不受损害。塌陷区地表岩移则尤为剧烈，主要表现为以下几种方式： ①房屋受损，房屋多数出现墙体开裂、门窗歪斜、地基下沉、成为危房；②山体崩塌；③土地剧烈沉陷；④地表开裂，往往沿回采工作面走向产生大量的裂缝，裂缝一般宽2～4米，深度5～50米，长100～400米，同时沿回采工作面伴有大量直径2～6米，深2～10米的呈串珠状分布的陷坑；⑤陡岩活动，引发潜在危害村庄的岩体活动（采动地表岩移范围见图1、裂缝分布规律见图2）。 2.2采动地表岩移相关参数 2003年山脚树矿在北采区121515采面相应地表进行地表岩移观测、经观测整理分析。该区域采动地表岩移参数如下：上山塌陷角（r）63°～68°，一般65°；下山塌 陷角（β）62°～67°，一般63°；走向塌陷角72°～79°，一般73°；表土层、塌 陷角一般45°。（如图3、图4所示）。 2.3采动地表岩移与开采时间的关系 1996年山脚树矿开始着手采动地表岩移活动的跟踪调查，对以下几个工作面的开采→沉陷时间关系统计如下表：  山脚树矿地表岩移与开采时间关系表 采面名称 始采时间 停采时间 开 始 沉 陷 时 间 开始沉陷推进长度 最 大 沉 陷 时 间 备 注 21121 1996年3月 1996年8月 1996年5月 130米 1996年12月 21128 1998年1月 1998年8月 1998年4月 150米 1998年10月 121215 2001年3月 2001年10月 2001年6月 120米 2001年11月 121513 2000年4月 2000年11月 2000年5月 100米 2000年11月 重复采动 121515 2001年9月 2002年5月 2001年9月 110米 2002年12月 重复采动 从表中可以看出，在时间关系上，从开始回采1～2个月后，地表发生沉陷，采面停采1～3个月后，沉陷达到最大，以后逐渐稳定。空间上，当采面推进100～150米后，地表开始沉陷。在重复采动的情况下，地表岩移紧随采面的回采发生，甚为紧密。 2.4影响采动地表岩移的相关因素 ① 采煤方法、采高及开采规模 1983年以前，受开采技术限制，山脚树矿生产采面规模较小（90米左右），采高一般都在1.5米至2.0米之间，开采充分度不高，地表的下沉量及变形较轻微。表土层较厚地区采动波及范围内基本无大的活动迹象。随着采面的下延和采煤方法的改进、开采的范围和开采规模增大，特别是对采空区下部煤层的重复开采引发的地表活动更为剧烈，地表产生大量的裂缝陷坑，个别地方则产生崩塌等现象。 ② 采矿地质条件 按照最大裂隙带计算公式Hf =100M/（3.3n＋3.8）±5.1米（式中Hf：最大裂隙 高度、M：累计采厚，n ：煤分层数）计算。山脚树矿开采范围内最大裂隙带最大值63米，最小值47米，而开采范围内距地表垂深最小为100米、平均650米。从最大裂隙带的计算值及开采深度关系看，开采对地表的破坏应该不大，至少裂隙带达不了地面（沉陷盆地除外），但是由于区内断层发育，且多数出露地表，地形高低不平，地表岩移差异大，造