矿井开采对地面供水管路影响分析.pdf

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1、第6期矿山测量NO．62015年l2月MINESURVEYINGDec．20l5doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015·06·011矿井开采对地面供水管路影响分析石振东(长春煤炭设计研究院，吉林长春130012)摘要：根据管道设计位置处的地表移动变形预计结果，通过地表移动变形计算，得出供水管路受开采影响情况，为供水管路敷设提供依据。关键词：地表移动变形；供水管路；影响分析中图分类号：TD325文献标识码；B文章编号：1001—358X(2015)06—0036—02角，按上覆岩层为软～中硬岩，取：70。一0．6a；Y1问题的提出为上山方

2、向的移动角，取=70。；0c为煤层倾角；为长春空港开发区支线供水工程设计的管路在长管道中心线与煤层走向线间所夹的锐角。春羊草沟煤田上方通过，开采将对供水管道造成不据上述计算结果，结合矿井现采矿、地质条件及同程度破坏，同时管道“爆管”漏水后将对煤矿井下预计地表移动和变形时所采用的数学模型，将矿井构成一定威胁，形成安全隐患。为了解和掌握开采开采可能使拟铺设的供水管道受到开采损害的开采对地表供水管路的影响，本文综合应用地表移动与范围划分为多个开采块段，以预计块段内的平均煤变形理论，对矿井正常开采时地表移动与变形进行厚及平均倾角作为预计地表移动和变形的依据。预计，并对供水

3、管路的影响程度进行分析。2．3地表移动和变形预计2采矿条件、开采范围及变形统计地表移动和变形预计采用“三下”开采规程中2．1地质采矿条件给出的任意剖面上地表移动和变形的概率积分公羊草沟煤矿是一个以燕山期和二迭系为基底的式。中生代小型山间凹陷盆地，含煤地层为白垩系下统将影响供水管路的开采区按移动和变形计算数营城组，共划分出两个煤组(即I、Ⅱ煤组)，Ⅱ煤组学模型的要求，用割补的方法将开采区分割成20个煤基本全区可采，是矿井现开采煤组。I煤组煤仅矩形开采块段，称其为等价采面，在此基础上按现采局部可采。Ⅱ煤组是一个独立的分叉复合煤层，煤面附近的地质、采矿条件(煤层倾角、采

4、深等)推算上层厚度0．74一l8．2Om，平均6．92m，属较稳定的厚述20个等价采面的参数。地表移动参数用类比法煤层。矿井工程地质条件属于半坚硬易破碎岩层为参照“三下”开采规程选取。主的中等复杂程度的矿床。地表移动计算按概率积分公式及上述选择的矿井分为一、二井区，开拓方式均为斜井，采煤参数，借助编制的专业程序进行。为了全面了解方法为走向长壁后退式，采煤工艺为综采放顶煤，全设计供水管路所处位置地表移动和变形随采深增部陷落法管理顶板。加而变化的情况，分三个阶段进行预计，第一阶段2．2影响供水管路的井下开采范围确定为倾斜方向第一个采面开采使供水管路产生的移影响供水管路

5、的开采范围可依上山移动角和动和变形；第二阶段沿倾斜方向再延伸一段；第三下山移动角届用垂线法确定，垂线在上山方向的长阶段为各采面全部开采后使供水管道产生的移动度q和下山方向长度z按下列公式计算：和变形。为了能直观地看到供水管道在不同位置丝：!望所受到的移动和变形，还在剖面上进行了预计。。：Z+ct·cos0·tga分阶段开采后供水管道上出现的地表移动和变形：：丝：里!曼的最大值见表1。本文所给曲线图1为一井区三Z—etgy‘cos0·tga阶段移动变形曲线。式中：H为计算点位置的采深；为下山方向的移动36第6期石振东：矿井开采对地面供水管路影响分析2015年12月E

6、■1(m／a)e：10．O-Z5二f{，．·：＼＼＼／／厂＼／．：r／：锄一＼／＼／：lltm=fi．79l-Xqd，Y．吲5，71"／'00Ixm=l~船m／~&I可．07_r-Xzd，Yzd='／070D,f_】jcl—l&6tm／a-~．49图I一蟛区地表移动变形曲线图供水管道的摩擦力(亦称挟持力)，即附加给供水管3地表移动变形对供水管路的影响分析道的拉伸和压缩应力，而且必须合理设置补偿器来根据地表移动和变形规律及我国近五十年来所吸收附加供水管道的拉伸和压缩变形量，以此消除取得的“三下”开采经验，一般认为地下开采引起的对管道的纵向附加应力。地表变形对埋人式地

7、下管道影响较大。在地表变形(3)横向水平移动可使管道在水平面上产生弯影响下，将使管道在竖直面和水平面内产生弯曲，地曲，管道的横向弯曲将同样增加管道附加纵向应力，表水平变形使管道纵向受到很大的拉应力和压应对管道产生有害影响。力。本文对于羊草沟煤矿开采对供水管道可能受到4结论的采动影响分析如下：(I)井下开采后地面必然会产生一定的下沉，均供水管道通过开采煤田上方，必然会长期地受到匀下沉对管道不会造成损害。本次预计最大下沉已开采损害。根据管道设计位置处的地表移动变形预达5．91m，在下沉盆地内不均匀下沉将使管道产生计结果，已大于“三下”规程中所给出的不同条件下供弯曲，对

8、管道造成损