重复开采地表变形规律的分析与研究-论文.pdf

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1、工技术重复开采地表变形规律的分析与研究郑卫东范明山东亨达煤业有限责任公司【摘要l根据山东老矿区某井田开采情况，通过对矿井地表观测资料下沉系数：q=0．03和巡查记录的整理与分析，求取出了不同区域开采地表移动变形参数，对倾向采动系数：nl=0．24重复开采后断层、褶曲影响规律进行了对比分析，完善了井田变形规律，不走向采动系数：n2=0．31仅丰富了矿井矿岩移成果，又为今后工作面开采提供了宝贵的经验。最大下沉速度：v=0．28mm／d【关键词】地表变形规律分析研究地表超前影响不明显，在工作面快开采结束时，地表

2、开始有下沉现象，工作面走向、倾向均为非充分采动。1．概况3断层对地表移动变形的影响山东大部分矿井都是多层煤赋存采区，分为上层煤和下层煤。上层根据实测数据分析得出上组煤开采后断层对地表变形影响有以下煤有2、4、6层，下层煤ll、l3、l5层。多数矿井的开采方式采用的是多规律和特点：层开采，通常采用先采上部层煤，再采下层煤，采完一个工作面，再采下(1)断层露头位置与平面位置误差最大不超过25米，地面台阶位一个工作面，就是在前一个基础上再次开采，统称重复采动。重复采动置基本吻合。是岩层和地表受到地下采矿的影响而

3、产生的移动变形后，在原有的采(2)形成上下盘下沉值的大小，主要是由开采哪个盘位形成离层空区或相邻的层位再次开采，是岩层和地表再一次变形移动的现象。山位置决定的。东煤矿如泰安市宁阳县山东亨达煤业有限公司也是一座老矿区，开采(3)台阶的大小用经验公式计算和实测对比基本吻合。时间长。随着开采深度、强度的增加，新开采的工作面受到老采区的影(4)台阶的大小与断层落差关系密切，近似呈正比关系。响，可以说重复采动在以后的开采过程中将成为主要的采动方式。但重(5)根据开采深度达500米时，地表仍会产生大干0．6米的台阶复

4、采动对地表下沉等地质环境、地面建筑都会造成很大的危害，甚至会实测资料分析，地面台阶大小与开采深度近似成正比关系，比例系数为威胁到人民群众的生命安全，如何研究重复采动条件下的地表下沉，是0．003。值得深入研究和讨论的问题。如山东某矿区一矿井田东部七采区上组十三层煤开采后断层变化规律：煤及十一层煤已基本全部开采结束，地表已达充分采动状态。现在主要(1)根据理论分析和计算结果分析，地表出现台阶的位置并不在开采十三层煤，在工作面开采前在东翼建立了地表移动变形观测站。采断层露头的正上方，这和断层倾角、台阶位置与下

5、沉盆地相对关系有关。取了剖面法观测，同时将观测线路延长，将每个测点展绘在航测图上进(2)地表水平移动在断层露头处有一个水平移动系数。一般情况行对比，得出了地表最大下沉值及边界影响最小值，求出了部分地表变下，这一突变形式表现为水平移动曲线的“似落差”，与下沉落差相反。形参数。在地表斑裂线沉陷区附近设置了多组观测点，观测其发展变化这样，在断层附近有一强变形带形成，其变形值为正常值的l2倍左右，规律，收集到了大量数据，研究出了重复开采地表变形变化规律。出现拉裂破坏。2地表移动变形规律(3)在相同条件下，采区位于

6、断层上盘对地表产生的影响比采区位(1)变形参数分析于下盘要大。七采区上组煤开采结束后，采取了在地表移动变形盆地沿原有观(4)断层引起台阶的大小与开采厚度、开采煤层截面积、上覆岩层测线实测原观测点位置，再采用水准测量的方法观测到了地表最终下沉的力学性质、开采所在的断层上下盘位置、采深、断层性质、断层倾角、数据，通过对观测数据的重新核实计算、原观测数据的精度分析、观测断层落差、断层带的胶结程度等因素有关。成果取舍、以及每次观测时所对应的井下开采范围，采用绘图与计算相4．褶曲对地表移动变形的影响结合的方法求得了

7、地表移动变形稳定后的部分参数，其数值如下：在七采区十三层开采过程中，在地下开采区上方地层表面出现了三上组煤采后变形参数十一煤采后变形参数条斑裂线，斑裂线周围的地表出现长长的裂缝，裂缝最大宽度在0．2一1、上山方向移动角：Y=70度Y=65度O．25米之间，斑裂线呈东西走向，斑裂线总的延伸长度略小于采空区长2、走向方向移动角：6：70度6=65度度，地势呈北高南低趋势。3、下山方向移动角：p=66度D=60度七采区斑裂线位置分别在向斜、背斜轴的轴部附近方向沿轴向方4、裂缝角：6’=71度6’=56度向。随着

8、采煤工作面的不断向前推进，裂缝沿轴向方向不断向前延伸，5、充分采动角：中=52度=50度其影响范围小于采空区对地表的影响。其范围斑裂线经过的地方出现6、最大下沉系数：q=0．65q=0．7裂缝和台阶与断层对地表的影响规律相反。倾角不大的背斜在地表也7、水平移动系数：b=0．33b=0．33形成明显的斑裂线，房屋出现裂隙但裂缝和台阶较向斜引起的斑裂线8、主要影响角正切tgD=2．7tgD=3．0弱，破坏程度与正常情况相比较严重，