巨厚表土层下开采沉陷规律实测研究.doc

精品文档（可编辑） 值得下载 PAGE1 / NUMPAGES1 巨厚表土层下开采沉陷规律实测研究 [摘 要]为研究许疃矿区地表移动变形规律，在82首采区建立了地表移动观测站。以实测数据为基础，通过分析获得了许疃矿在巨厚表土层下开采煤层地表移动的动静态规律，求得了相关动态参数和静态参数；获得了本区巨厚表土层充分采动条件下的地表沉陷规律、相关角值参数和概率积分法预计参数；为矿区今后“三下”压煤开采和保护煤柱留设提供了科学依据。 [关键词]巨厚表土层；观测站；地表移动；变形；参数；规律； 中图分类号：P171.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0207-02 淮北矿业集团许疃煤矿地处安徽蒙城境内，为了研究本地区地表移动变形规律，为本矿区今后“三下”压煤开采和保护煤柱留设提供基础数据，与中国矿业大学合作，于2004年～2007年，在首采面7126工作面上方建立了地表移动观测站，获得了一些观测成果[1]。由于7126工作面属不充分采动，许疃煤矿决定在相邻的7128工作面建立地表沉陷观测站，并尽量利用7126观测站的测点，以研究充分采动条件下本区岩移的真实参数。 1 矿区及观测站基本情况 1.1 地质采矿条件 7128综采工作面位于许疃矿工广西北方向、许疃镇的东南，工作面上方地表地势平坦，地面标高在+26.0m左右，。地表为农田、村庄，工作面东部为一近南北向的白马河及矿区铁路专用线。7128工作面开采71煤，工作面标高为-460～-480m。上边界采深H1=486m，下边界采深H2=506m，平均采深H0=496m。工作面煤层结构简单，煤层平缓、倾角平均为10°，采用综采方式开采，日推进4米左右。该区表土层厚度约为345m，属于巨厚表土层地区。 1.2 地表移动观测站情况 7128观测站实际布设一条全倾向观测线和一条半走向观测线，观测站测点间距设计为25米。全倾向观测线呈伪倾斜布置，主要沿乡间小路布置，主要测点依次为：1～21、Y1～Y8、S1～S43；共计72个测点。半走向观测线布置在停采线一侧。由采空区之外向内测点编号依次为：Z1～Z40，共计40个测点。 观测站自2007年12月18日至2009年12月26日共观测14次。观测站平面位置测量采用DTM-352C全站仪，高程测量采用B1C精密水准仪配铟钢水准尺，观测站的观测工作按《煤矿测量规程》的精度要求进行。 7128工作面及观测站测点布设情况见图1。 2 地表移动变形动态规律 2.1 倾向线地表移动变形动态规律 图2给出了倾向线动态下沉曲线，共计11次。图中横坐标为点号，由下山向上山方向编排，依次为：1-21、Y1-Y8、S1-S43；纵坐标为下沉值，单位mm。 从图2可以看出，随着工作面的推进，地表下沉逐渐增大，不存在突变；对照图1可见，在采空区中心附近，下沉值最大，向两侧边界煤柱外下沉逐渐减小至零，下沉曲线与开采地表移动一般规律相符[2-4]。 2.2 走向线地表移动变形动态规律 通过计算，可以获得走向线地表下沉、倾斜、曲率和水平移动、水平变形的动态曲线。走向线各变形曲线由工作面边界向采空区中央方向，即由Z1点向Z40点方向绘制。 图3给出了走向线动态下沉曲线，图中横坐标为测点号，1～40号点对应测点为Z1～Z40，纵坐标为下沉值，单位mm。 从图3可以看出，随着工作面的推进，地表下沉曲线也逐渐增大，下沉范围逐渐扩大，符合开采沉陷一般规律。最终下沉在采空区内下沉最大，向边界外下沉逐渐减小至零。 3 地表移动变形动态参数 3.1 超前影响角及超前影响距 在7128工作面上超前影响距的计算方法如下：在走向线各次观测下沉值数据中，选择或内插下沉为10mm的点，在图上量取工作面到点的距离，即为每次观测时间的超前影响距。见表1。由表1中数据可见超前影响角为61.40～69.00，平均66.20。 3.2 地表移动持续时间、最大下沉速度及滞后角和滞后距 移动持续时间应根据地表最大下沉点求定，因为在移动盆地内各地表点中，地表最大下沉点的下沉量最大，下沉的持续时间最长。 在倾向线上，S3点的下沉值最大，在走向线上，Z39点的下沉值最大。 根据实测数据，可以绘制倾向线s3点下沉速度曲线和下沉过程曲线.通过绘图和计算可得：倾向线最大下沉点s3点开始阶段约12天，活跃阶段约147天，衰退阶段约330天；地表移动持续总时间为489天。S3点的最大下沉速度为13mm/d，最大下沉速度滞后距为35m，滞后角为：φ=85.96°。 采用上述方法处理走向Z39点实测数据。通过绘图和计算可得：走向线最大下沉点z39点开