诧 城 煤 矿 地 表 移 动 规 律 分 析.pdf

2 0 0 4年 第 1 期 No ． 1 2 0 o 4 煤 炭 科 技 COAL S C I E NCE T E CHNOL OGY MAGAZ I NE 文章缩号 1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 0 4 0 1 - 0 0 3 9 - 0 2 诧 城 煤 矿 地 表 移 动 规 律 分 析 严伯平， 杭玉付，张兆晓 徐州矿务集团有限公 司 士 宅 城煤矿，江苏 徐州2 2 1 1 4 2 摘 要 ‘ 通过对坨城煤矿两个地表移动观测站实测成果资料进行统计分析研究， 并参照徐州矿 区相近采矿地质条件下的地表移动规律 ， 求 出了适合该矿 区的地表移动参数， 进一步掌握 了该 地质采矿条件下的地表移动基本规律 。 关键词 地表移动观测站； 参数分析； 规律 中图分类号 T D1 7 3 ． 4 文献标识码 B 徐州矿务集团坨城煤矿 “ 三下” 压煤量 占矿井 总储量的 6 5 ． 9 ％， 严重制约矿井的可持续发展 。 总结 分析地 表移动参数 ， 开展地 表移动规 律分析 ， 可为 合理进行 “ 三下 ” 采煤 ， 最大限度地采出地下资源 ， 延长矿井寿命 ， 提高经济效益提供可靠参数 。本文 就坨城 煤矿 已取 得的地表移动实测资料进行 了总 结 。 分析 了该矿开采的地表移动规律 ， 求取 了适 合 该矿区的地表移动参数。 1 观测站的 自然状况与开采条件 1 1 2 3工作面位于该矿南翼采区 ， 属于下石盒子 组 l 煤， 走向长 6 0 0 m， 倾斜长 1 4 0 - 1 8 0 m， 材料巷平 采煤机的两个抱 闸， 确保灵敏可靠 ； ② 必要时在采 煤机下方支设支杆防滑 ； ③必须保持电缆槽 的完好 和洁净 ， 确保两层 电缆都在槽 内； ④ 安排专人 看护 电缆 ， 防止电缆滚人输送机槽内。 2 ． 2 ． 3工作 面冲击矿 压 的治 理 1 深孔卸压爆破 。根据该矿 的防冲经验 ， 动 态卸压爆破是治理冲击矿压的有效方法 。因此 ， 该 面采用深孔卸压爆破 ， 同时采 用机炮结合的采煤工 艺。 2 认真执行冲击矿压预测预报制度。采用电 磁辐射法 、 钻屑法 、 微震 法和常规矿压观测相结合 的方法 ， 在对各项监测数据进行综合分析 的基础上 对工作面的冲击危险性进行预测预报 ， 并上报有关 矿领导审批后实施。 3 学习有关事故案例 ， 提高认识。 4 人员不得进入 7煤煤柱 区。为了方便人员 和材料进 出， 在安全区掘进降低材料巷 。 2 ． 2 ． 4 存 在 的 问题 及 建议 1 工作面使用 S G B 一 6 3 0 ／ 2 2 0型刮板输送机 、 MG一 2 0 O Wl双滚筒无链牵引采煤机时， 由于装煤效 果不好 ， 必须进行扫煤 ， 而且扫煤 的时间较长 。为了 提 高工效 ， 减少空顶时间 ， 建议工作面使用 H D J A一 1 2 0 0铰接顶梁错梁直线柱布置 ， S G B 一 7 6 4 ／ 2 6 4型刮 板 输送 机 、 MG一 3 7 5 Wl双滚 筒无 链牵 引采 煤机 割 煤 ； 也可使用综合机械化采煤方法。 2 由于煤层厚度变化大 ， 局部丢底煤 回采厚 度达 2 ． 0 m。为了提高资源 回收率 ， 可及时根据煤厚 变化调整 回采方式 ，增加搪瓷溜槽运输的架后放顶 煤工艺， 提高经济效益。 3 客观地宣传冲击矿压 ， 切实加强工程质量 ， 落实防冲措施 ， 避免不必要的恐慌。 作者简介 丁 盟 1 9 6 8 一 ， 男， 江 苏睢宁人 ， 1 9 9 1年毕业 于徐州煤炭建筑工程学校 ，徐州矿务集 团有 限公 司三河尖煤 矿调度 室工程师。 收 稿 日期 2 0 0 3 _ 0 9 - 2 2 维普资讯 煤炭科技 2 0 0 4年第 1 期 均标高 一 3 4 0 m， 运输巷平 均标高 _ 4 1 0 m， 煤层倾角 2 0。 ， 工作 面实 际采高 1 ． 5 m， 工作面推进速度 1 ． 0 m ／ d 。顶板为砂泥岩、 砂岩 、 泥岩 、 粉砂岩 ， 隔水层较 厚 ， 水文地质条件简单 ， 冲积层厚度为 7 7 m， 地面平 均标高 3 5 ． 0 m。观测站 由一条走向观测线 和两条 倾 向观测线组成 ，共进行两次全面观测 、 1 0余次水 准测量 ， 取得 了较为翔实的实测资料 。 4 2 0 4工作面位于该矿北四采 区， 属于下石盒子 组 2煤 ， 工作面走 向长 3 8 0 m， 倾斜长 1 6 0 m， 煤层倾 角 3 7 。 ，材料 巷 平均 标 高 一 1 7 0 m，运输巷平均标 高- 2 7 3 m， 工作面实际采高 1 ． 5 m， 工作面推进速度 1 ． 5 m ／ d 。 煤层顶板为泥岩 、 砂岩、 砂泥岩、 粉砂岩， 隔 水层厚， 第 四系冲积层 6 0 m。该站 由一条走向线和 两条倾 向线组成。历时 2 a对该站进行 了全面观测 与 日常水准测量 ， 获取了大量 的实测资料。 2 地表移动规律 2 ． 1 实测地表最大移动变形值 4 2 0 4 观测站 、 1 1 2 3 观测站实测地表最大水平变形 值为 5 l l -ff n ， 最大倾斜值 3 ． 9 ll -ff n ， 最大曲率 0 ． 10 2 t i ro l ， 最大水平移动值 4 3 4 m l n ， 最大下沉值 8 4 2 m m。 实测 的数据表 明， 最大水平变形值 、 最大倾斜值 、 最 大曲 率同常规值相 比明显偏大 ， 特别是水平变形 对地面 建筑物破坏程度较大。 2 ． 2 开采地表移动角值 开采地表移动角值如表 1 所列。 表 1开采地表移动角值 。 从表 1统计 的移动角值看 ， 上 山方向边界角 、 移 动角偏小 ， 下山边界角 、 移动角在 4 2 04 工作面与徐 州矿 区同类型地质条件下浅部 的移动角值计算公 式相符。1 1 2 3工作面与徐州矿区同类型地质条件下 深部的移动角值计算公式相符。 2 ． 3 开采地表移动参数 开采地表移动参数如表 2所列。 表 2开采地表移动参数 从表 2统计分析 ， 下沉系数 、 水平移动系数 、 拐 点偏移系数 、 开采影 响传播 角基 本相近 ， 主要 影响 角正切 t a ／3随开采深度的增加而增大。 3 适合该矿区开采地表移动参数的确 立 3 ． 1 参数确立的依据 1 该矿区设立了两个地表移动观测站。1 1 2 3 观测站位于井 田南部 ， 采深为 一 4 0 0m水平 。 4 2 04 观 测站位于矿井北四采区， 采深为 一 2 1 0 m水平 。该矿 主采区位于南部及北三采区， 工作面具有类 比性。 求 取 的各类移动参数可供该矿 区进行“ 三下采煤” 及岩 层移动变形预计使用。 2 该 矿 区今 后 主采 煤层 为下 石盒 子组 1 、 2 煤， 地质条件相 同， 顶板岩性采煤方法、 顶板管理 、 采 动程度等方面的情况基本相 同， 参数采用针对性强。 3 两观测站建站及观测的成果具有互补性 ， 1 1 2 3岩移站走 向观测线 、 观测 点保存较好 ， 数据采 集齐全 ，而 4 2 04 岩移站倾 向观测线条件优于 1 1 2 3 岩移站 ， 观测点基本未遭到破坏 ， 数据采集较齐全 ， 整个最终结果分析完整。 4 该矿今后主采水平为 - - 4 0 0 m以下 ， 1 1 2 3工作 面开采深度已达 _ 4 1 O m。 该 观测站取得的各项数据 与徐州矿 区同类型地质条件下深部开采 的移动角值 计算公式相符 ， 主要参数可以采用。 3 ． 2 姹城煤矿地表移动变形参数 根据两观测站取得 的参数综合分析，下列参数 可作为坨城煤矿矿区今后地表移动变形参数 O t 为 煤层倾角 边界角 6 o 6 3 。 、 ／3o 6 6 - 0 ． 6 8 O t 、 y o5 3 。 ， 移动角 7 4 。 、 7 7 0 - 0 ． 7 3 O t 、 y 6 9 。 ， 最 大 下 沉 角 9 0 。 一 0 ． 7 4 O t ， 主要影响角正切 t a n ／3 1 ． 8 ， 拐点偏离距 ． s 0 ． 0 5 H H 为采深 ， 下沉 系数 a O ． 7 2 ， 水平移 动系 数 b O ． 2 2 。 4结 论 根据以上两个观测站成果资料的综合分析所取 得的各类参数 ， 在近几年对柳新乡天齐村 、 陈庄村 的 保护煤柱以及北部大运河西大堤保护煤柱 的留设情 况进行了验证 。其预计效果 与现场实际测量结果基 本相符 ， 说明上述数据在实际观测 中成果精度高 ， 各 类参数求取正确 ，可作为坨城煤矿今后关于井下开 采对地表及建筑物的破坏等级划分 、各类保护煤柱 的设计和预计的科学依据。 作者简介 严伯平 1 9 5 7 一 ， 男， 江苏泰兴人， 2 0 0 2年 毕业 于 中共 中央 党 校 函授 学 院 ，徐 州 矿 务 集 团有 限 公 司 坨 城 煤 矿 地质测量科助理工程师。 收稿 日期 2 0 0 3 1 卜2 4 维普资讯