膏体充填开采法地表沉降技术研究

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1、膏体充填开采法地表沉降技术研究房朝飞①FANGChao-fei；张鹤②ZHANGHe；靳中正①JINZhong-zheng（①焦作煤业（集团）有限责任公司韩王矿，焦作454171；②河南理工大学资环学院，焦作454171）摘要：焦作煤业（集团）有限责任公司韩王煤矿主要是采用膏体充填采煤技术来解放建筑物下压煤，膏体充填可以有效地控制地表沉陷，能够减小地表移动变形，减少地表破坏范围，但是也不能完全控制开采区域上覆岩层的变形、移动和破坏。在此条件下，对充填开采的地表开采沉陷技术进行研究，能对于今后充填开采对地表构筑产生的影响作出准确预测和评估，对矿井的正常生产、优化开采方案和整体规

2、划有重要的指导意义。.jyqk，在此影响范围内的老采空区可能会受到影响，发生活化；但本文的研究区花园小区住宅楼距离这工作面的最近距离都在194m以上，因此不会受到影响，地表变形主要以残余变形为主。2膏体充填开采法对地表建筑物的影响2.1地表观测站设计及观测分析为保护二水平大巷煤柱工作面附近的小区民房免遭采动损害破坏，韩王矿在开采二水平大巷煤柱工作面II块段和IV块段时采用了条带充填开采方法，并在地面布设了地表移动变形观测站，开采期间进行了定期的地表移动变形观测，这些资料为掌握韩王矿条带充填开采条件下地表的移动变形规律，以便进一步进行建（构）筑物下压煤开采提供了第一手的参考资料

3、。表2是韩王矿二水平大巷煤柱工作面地表移动变形观测站所取得的观测资料，可见，采区II块段及IV块段地表目前仍没有完全稳定，其中m，可见二水平大巷煤柱工作面地表沉降变形量仍有继续增大的趋势。2.2采空区变形对地表建筑影响分析该采空区煤层分别是在1983～1985年间进行开采的，理论上该煤层地表应该已经稳定，然而，由于当时的开采不正规，随着时间的推移，导致现在地表出现下沉和残余变形。为保证住宅小区新建建筑物的安全，确定需要采取的抗变形技术措施，对老采空区今后有可能产生的活化影响进行了计算。计算方法采用概率积分法，根据地质采矿条件和残留煤柱情况，各煤层下沉系数分别选取0.03～0.

4、05，水平移动系数取0.3，主要影响角正切取1.2，开采影响传播角度80°通过对地表移动变形观测站得到的数据进行汇总，得到表3。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第27条之规定，开采区或地下活动区引起的地表移动变形，所造成建筑物损坏的判断标准可参照我国对长度或变形缝区段小于20m的砖石结构建筑物破坏等级的标准做出的统一规定，见表4（中国国家煤炭工业局2000年5月颁布）。3膏体充填开采法在地表建筑物中的应用焦作煤业（集团）有限责任公司韩王煤矿主要是采用膏体充填采煤技术来解放建筑物下压煤，通过在地表建筑物中应用膏体充填开采法，可以有效的控制地表沉陷，能够

5、减小地表移动变形，减少地表破坏范围，具有以下优势：①实施膏体充填开采后通过地表深陷实测与分析表明，地表沉陷值较小，最大值为仅71mm。实践表明，二水平大巷煤柱首试工作面膏体充填开采控制地表沉陷取得了良好效果。②充填开采后，与充填前的条带开采地表变形量叠加以后，地表受护区域迪地表倾斜变形量最大为0.64mm/m，符合相关规范要求。③工作面充填率达到98%，满足设计要求，充填工作面上覆岩层移动变形稳定后，即充填体受力达到原岩应力时，可有效支撑上覆岩层，控制地表沉陷。④充填开采提高了矿井煤炭资源采出率，有效增加了矿井可采储量，延长矿井服务年限，促进矿井和矿区社会可持续发展。4结论采

6、用膏体充填开采法对“三下”压煤进行开采，不仅能够高采出率回收煤炭资源，地表建筑物也能够得到有效保护，满足相关制度中受保护建筑物90%以上新增开采损害在I级轻微范围内的规范要求。同时该项技术的实施与研究将为下一步开展“三下”压煤提供理论依据与技术保障，使煤矿提高煤炭资源回收率，促进地方经济建设和环境保护提供了新的示范作用，具有重要的意义。..