煤炭开采沉陷区地质灾害研究分析.pdf

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1、第1期矿山测量No．12012年2月MINESURVEYINGFeb．2012doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2012．01．024煤炭开采沉陷区地质灾害研究分析范建洲，巩天真，常积玉(山西大学工程学院，山西太原030013)摘要：地下煤层开采，破坏了围岩原有的应力平衡状态，上覆岩层和地表发生沉陷、裂缝等影响矿区的生态环境和经济活动。文中结合实际观测结果，论述了开采活动引发的地表沉陷、开裂等地质灾害程度，并进行了理论分析，为其他开采活动预防地质灾害提供了可供借鉴的依据。关键词：煤炭开采；覆岩；地表；沉陷中图分类号：TD3

2、27文献标识码：B文章编号：1001—358X(2012)01—0066—03煤层开采引起采空沉陷区地面变形，是煤矿开的影响而发展可以做出比较明确的鉴定结论，可为采普遍存在的环境工程地质问题。开采过程中，采煤矿和附近村民的一些矛盾的协调和化解起到促进掘区域地面变形的沉陷量与沉陷面积如何，会否发作用，为社会维稳做出贡献。生裂缝、塌陷、滑坡、泥石流，以及发生沉陷、裂缝等采用DS05精密水准仪、铟钢尺，按二等水准测现象时对附近村庄、企事业单位的生活、生产的影响量要求，间隔半月观测1次，总计观测11次(2011年程度等，很难单纯从理论上准确预测此类问题。

3、4月4日初始值为连续独立二次观测的平均值)。通过观测可以掌握采空区破坏矿山环境的程平行于工作面对称布置了三条地表沉陷观测度，以及造成哪些直接的经济和财产损失，掌握第一线，总计35个观测点，平均点间距50m。手资料。2地表最大沉陷量和沉陷面积1工程概况与观测方法4#煤层的开采未产生严重的地表裂缝，未出现本井田内批采的可采煤层为山西组的4号煤坍塌、滑坡等地表非连续性移动与变形，但形成了连层，太原组的10号、11号煤层，煤层走向近南北，为续的沉陷盆地，盆地边缘存在裂缝。至停采结束观一向斜，煤层两翼倾角8。一30。。本次采掘的4号煤测至，地表沉陷、裂缝范

4、围限制在开采工作面外80—层位于山西组中下部，上距S砂岩底52m左右，平100m范围内(200m外村庄的砖混结构、土窑等建均采厚2．07m，其顶板岩性为泥岩，局部夹一薄层炭筑既有裂缝的石膏饼均未见开裂)，沉陷盆地内观测质泥岩，底板岩性为砂质泥岩，局部夹薄层的粉砂点的最大沉陷量为485mm。岩。工作面走向长度为370m，工作面宽度60m，倾采空区中心点在沿开采方向推进过程中，地表斜开采长度170m，下边界开采深度104m，上边界最大沉陷量逐渐增大，地表由最初的细小裂缝转变开采深度150m，平均采深12711，地面为黄土阶地。为长度、宽度不断增大而下

5、沉破坏。当推进达到采采用最为普遍的开采走向长壁全部跨落机采开采方深的1．3倍时，最大沉陷值的发展骤减，而只在水平法(使采空区悬露顶板垮落后充填采空区的岩层控方向继续扩大。采空区中心的移动变形经历所有地制方法)，工作面推进速度1．8m／d。、表破坏形式，最终达到该地质条件的极限值，此时开由于受地质水文条件、开拓方案、煤柱留设、顶采工作达到该地质条件的充分采动，地表移动盆地板管理、以及降雨等因素的复杂影响，只有在开采过的垂向变形“停止”，而只在水平方向不断扩大盆底程中对采空区及周边地表、道路、邻近建筑物进行全的范围，直至回采工作结束，地表移动盆底最终

6、停止面系统的观测，才能对开采的安全性及对周边环境扩大。的影响有全面、及时的了解，以确保开采的顺利进煤层矿体的开采造成原有地层缺失，破坏煤矿行，在出现异常情况时及时反馈信息，并采取必要的岩层原有的应力平衡，上方岩层被迫进行力学重组，应急措施。尤其是对建筑物的旧有裂缝是否受开采以求达到新的稳定平衡。当开采切眼一个多月内，66茎三}_—————————————薹塞墨垄堕墨垫盈塞壹堡窒分析2年2月竺：变竺区上覆岩体变形的直接响应，最地面沉陷值始终位范围更大的地盖．于采空区中：。地垲’且空区中心为原点的圆区域譬为摹采方向尺寸较磊，椭蠹圆工作面较小的方向(参

7、见图3)～皿恻中轴线观测点沉降变化示意图牿耋’沉表分移为动稳定后，层移动的图3地袭下沉盆地和边缘区示意图充3地表动态沉陷变形具有滞后性和阶段性要篓竺用分最布为普，由下兰遍的全霁查苎填充在采空空：，望带只发生善i妻量Ⅱ影响最小，竖主弯曲变：善茎，对应地表移主。顺角约。为5。，遇覆：蔷4。参见图2⋯—一用到～～～～～一～～一～～且持缓慢第1期矿山测量2012年2月态最大下沉值不再显著增加，标志地表初始下沉阶作面向前移动。此阶段，滞后回采工作面一固定距段结束，此后动态下沉盆地出现平底，称活跃下沉阶离的地面最大下沉值基本稳定。段。进入衰减阶段。当回采结束

8、后，推进距离不再变化，下沉曲线向前移动较小，最大下沉速度衰减很快，地面下沉进入衰减阶段。4结语煤矿开采造成了严重的环境地质问题，其中以采