某煤矿采空区塌陷影响范围的研究.pdf

《某煤矿采空区塌陷影响范围的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、科技·探索·争鸣Sc科ience&技Tech视nology界Vision某煤矿采空区塌陷影响范围的研究。彻彻姗赵旺陶干强(南华大学核资源工程学院，湖南衡阳421001)【摘要】湖南某煤矿进行井下开采后，在采空区上部及邻近区域内发现部分居民房屋开裂，部分池塘、水井干涸，局部地表塌陷和漏水等严重影响当地生态环境和人民生命财产安全的现象，在充分了解该煤矿采空区的分布情况和现状的基础上，用解析法确定了采空区塌陷影响范围，具有一定的工程实践意义。【关键词】煤矿采空区；影响范围；地面塌陷0引言岩。矿井建于1969

2、年．至1988年底一lOOm水平以上煤层基本采完．煤炭作为一种现代社会不可缺少的能源．得到了大规模的开采和仅剩难以利用的储量和保安煤柱．1998年主斜井落底于一200m投人利用。市场需求据预测2015．2020，2030年煤炭需求量分别为37～生产．至1998年底．矿山开采范围内一150m标高以上煤层基本采完．39，39～44，45～51亿tI1]。据统计．我国开采万吨原煤地表塌陷面积为部分地段采至一200m至2002年底．一200m以上煤层已基本采完，残867．1mf21，以38亿t计算，每年造成的

3、新增塌陷面积为3．29亿hmz。在留部分为煤层厚度小于可采厚度的不可采区．开拓工程已达一270m煤炭开采带来巨大的经济效益的同时．也带来了不可忽视的地质灾害2002年以后矿山主要开采一200—300m水平．开采方案为一300m水平和环境问题湖南某煤矿进行地下开采后．在采空区上部及邻近区域开拓方案．即暗主斜井延深开拓2003年～2014年．暗主斜井从一200m内发现部分居民房屋开裂，部分池塘、水井干涸，局部地表塌陷和漏水延深开拓至一300m等现象．严重影响当地生态环境和人民生命财产安全。因此在充分了表1

4、可采煤层特征表解该煤矿采空区的分布情况和现状的基础上进行采空区塌陷影响范围研究具有一定的工程实践意义特征B煤层B煤层B煤层顶板粉砂岩或砂质泥多砂质泥岩或粉砂粉砂岩、砂质泥岩居1矿山概况岩．夹长石石英砂岩多．夹两层细砂岩该矿山开采范围为：北起62线北55m．南至56线南40m．南北长底板中细粒长石石英细粒长石石英砂岩甲细粒长臼囱页砂3．2km,东西宽1．5km．井田面积约4．8km2．矿脉呈北东向带状分布。砂岩岩矿区内地形起伏不大．属丘陵山区．地势总体为南高北低，丘陵间发育层间距距软质泥岩底界(m1距B

5、煤层23～48距B煤层21～3O冲沟．地形坡度一般为10～250．相对高度10～50m地貌上属构造剥蚀30～48红色中丘地貌及侵蚀冲沟地貌．井田内出露的地层主要有二叠系、三煤层稳定性fm1稳定．煤厚变化大稳定．煤厚变化小不稳定．煤厚变化大叠系、白垩系和第四系，各地层岩性一般多由粉砂岩、砂质泥岩、细砂钻L煤层厚fm10～4．75．平均10l0～3．70．平均1．O50～4O8．平均071岩、砂质泥岩、石英砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤组成井田内断裂构造发育，构造较复杂(见图1)。褶皱断裂发育，以压(扭)性断裂

6、为主，主要0．61．12．平均0生产井煤层厚(m10．7～1．53．平均1．2l0．70．99．平均083为逆掩断层，其次为逆冲断层，大部分是NW向．如图中的、、F、．89泥质夹矸．夹矸不稳定．。研究内无常年水流，仅有-4,溪．水量一般较小，随季节变化明显，夹石fm1不含夹石厚00具间歇性。区内地表水体主要分布于池塘内．水量较小，自然状态下，10．1厚00．3与地下水无水力联系．水文地质条件属简单类型工程地质条件中等．需边采边支护煤层厚度变化极大．出现大片不可栗区，属不稳定一极2解析法确定塌陷影响范围

7、不稳定之中薄煤层目前国内划定地表塌陷范围可根据矿区地表移动角参数中的边界角、移动角或裂缝角圈定，对于低潜水位地区，以移动角或裂缝角划定地表塌陷范围较为合适。此矿山位于丘陵山区．故本次计算通过井上井下参考对照图上按移动角划定采空区地表塌陷影响范围。地表的移动和变形主要集中在开采边界上方区域为2R的范围内，主要影响范围边界与开采边界的直线与水平所成的夹角0有关，塌陷区影响半径计算：R：Hxtan0。(见图2)，式中；R是主要影响半径，H为采深，0为岩层移动角地表上山移动角取1=70。，下山移动角为13=7

8、o。0．6a(a为煤层倾角)，走向移动角8=B～70o。工作步骤为：通过矿区平面图，确定各采空区在剖面图具体分布位置，采用移动角直接确定采空区的影响范围．最后投影到地面转换成平面影响范围。阁回第四系囤丈_启组回龙I组蛩神皇蛆例围煤层及编号圃太隆组圈断层及编号图1研究区剖面地质简图(据矿区1：5000勘探资料修编)矿山采用斜井开拓，走向壁式采矿法采煤．边界式通风．分级排水，全部陷落法管理顶板。采区共见煤层(B、B：、B3、B、B、B)6层，主采B：、B，、