赵各庄煤矿深部煤层开采采动系数的探讨.pdf

第 5期 2 01 0年 l O月 矿 山 测 量 MI NE SURVEYI NG No ．5 Oe t ． 2 Ol O d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 013 5 8 X． 2 01 0 ． 0 5 ． 0 2 3 赵各庄煤矿深部煤层开采采动 系数 的探讨 徐 庆海 唐 山开滦赵 各庄矿 业有 限公 司， 河北 唐 山0 6 3 1 0 1 摘 要 目前 。 唐 山地 区的煤层 开采 深度几乎 都 大于 6 0 0 m， 均属 于深部 煤层 开采 。按现 有 工作 面布置 方式， 在倾斜方向上均为非充分采动。在此条件下， 进行地表移动与变形值预计时， 涉及用到采动系 数。为此． 文中利用唐山开滦赵各庄矿业有限公司地表岩移观测站的 实际观测资料 。 计算和探讨该 区域地质采矿条件下深部煤层开采的采动 系数及其规律。为今后地表移动与变形值预计提供参考。 关键 词 深部 开采 ；采动 系数 ；观测站 中 图分 类号 T D 3 2 5 文献标 识码 B 文章 编号 1 0 0 1 3 5 8 X 2 0 1 0 0 5 0 0 7 0 0 2 开滦赵各 庄矿业有 限公 司位 于河 北省 唐 山市 古 冶 区。赵各 庄 井 位 于 开 乎 煤 田开 平 向斜 的东 北 边 缘 ， 力 口标 高 5 4 m， 井 田走 向长度 9 0 5 0 m， 深 部边 界为 一1 2 0 0 m。 矿井 于 1 9 0 8年 投产 ， 属 老年 矿 井 ， 现生 产能力 1 4 0万 t ／ a 。矿 区地 质条 件较 为 复杂 ， 地 层 由老至新有 古生 界石炭 系 中统 唐 山组 、 石 炭 系上 统 开平组 、 赵 各 庄 组 、 二叠 系下 统大 苗 庄 组 、 唐 家 庄 组 、 新 生界第 四组 。构造 以 断层 为 主 ， 其 次 为褶 曲 ． 受断 裂 和 褶 曲 影 响 ． 地 层 产 状 变 化 很 大 ． 地 层 倾 角 3 0 。 ～ 8 0 。 。可采 和 局 部 可采 煤 层 有 5 、 7 、 9 、 1 1 、 1 2 ． 、 l 2 。 六个煤层， 属多煤层开采。十二水平 以上阶段垂 高 9 0 m， 十 二 水平 以下 阶段 垂高 1 0 0 m。西翼 石 门 间距 2 0 0～ 2 5 0 m， 东 翼 石 门间 距 5 0 0～6 0 0 m 采 空 区长度 5 0 0 6 0 0 m、 宽度 4 52 5 0 I n 。现 开 采 水 平 为十二 一1 0 0 0 In 、 十 三 一1 1 0 0 In 水平 。 由于 开 采 区域 内地 质构造 较为 复杂 、 煤 层 赋存 条件 变化 大 ． 采 煤方法较 多 ， 有单 一走 向长壁 采煤 法 、 倾斜 分层 走 向长壁采煤法 、 伪倾斜 柔性 掩护 支架 采煤 法 、 单 体 柱 放顶煤采煤法和落垛采煤法等。顶板管理为全 陷跨 落方式 J 问题的 提 出 采动系 数按 下式 汁算 n ， 瓦D l n ， 后 D3 H 0一 1 ， 瓦 ” ，后 式 中 。 、 n ， 分别 为 倾 斜方 向 、 走 向方 向采 动 系 数 ； 。 、 k ， 为系数 ， 取 k k 0 ． 8 ； D 、 D 分 别为采 空区倾斜 长度 、 走 向长度 ； H o 为平 均开采 深度 。 n ／ n I n 3 2一 √ L 为采 动系数 。 当开采 深度 大 于 6 0 0 1 1 1 时 ． 按 上述 公 式 计 算 出 的 ／ 1, 、 、 n均小 于 1 ， 说 明此 开采 条件 下 的岩层 移 动 为非充分采动。表 1为赵各庄矿根据采空区面积计 算的采动系数． 一般在 0 ． 1 4～ 0 ． 4 2之问。在实际工 作中． 依次所预计的地表最大下沉值 比实际观测的 地表最大下沉值往往偏小。为使该区域的地表移动 和变形值 预计 更 准 确 、 更 合理 、 更 符 合 实 际 。 需 要 总 结 、 探讨出该区域地质采矿条件下的采动系数。 2采动 系数 的求取 唐 山开滦 赵各 庄 矿 业 有 限 公 司 从 上世 纪 7 0年 代就在采空区上方建立地表岩移观测站进行岩移观 测工作至今 ， 其 中多为煤层 下山方 向倾斜半盆地观 测 线 。观 测 点 的高 程 均 采 用 四等 水 准 测 量 方 法 测 得 。下面就 利用其 煤层下 山方 向倾 斜半 盆地 观 测线 实际 观测 的非 充分 采 动 地 表最 大下 沉 值 ． 进行 该 区 域地质采矿条件下深部煤层开采采动系数的计算。 根据 非充分 采动最 大下沉值 公式 r m q me o s c t n 3 推 出采 动系数 计算公 式 n 4 qm eos o 式中 n 为采动系数 ； 为地表非充分采动的最 大下沉值 n l In ； 口为下沉系数， 取 ql ； m为煤层开 采厚度 m ； O t 为煤层倾角。 表 2为根据实测资料求取的采动系数。 塑 ．． 查 整墨生 琴塑壤墨 采采动系 数的 探讨 2 0 1 0 年1 0 月 3 小 结 由表 2计算 出的采动 系数值 可 以看 出， 该区域 地 质采 矿条 件下 ， 深部 采 深 7 o o～9 0 0 m 煤 层 开 采 的采动 系数 在 0 ． 5 1 0 ． 6 2之 间 ． 比按 覆 岩性 质 和 采 空区面积计算的采动系数 见表 1 偏大 ， 并且煤 层 倾 角越 大 、 采 空 区宽度越 小 ， 偏 差越 大 。 参考文献 [ 1 ] 中国统 配煤 矿总 公 司生 产局． 煤 矿 测 量手 册 [ M] ． 北 [ 2 ] [ 3 ] 京 煤炭 工业 出版社 ． 1 9 9 0 ． 煤炭工业部． 建筑 物、 水体、 铁路 及主要 井巷 煤柱 留设 与压煤开采规程[ M] ． 北京 煤 炭工业 出版社 ， 1 9 8 6 ． 中国矿业学院 。 阜新 矿业 学院 ， 焦作 矿 业学院． 煤矿 岩 层 与地表移动[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 8 1 ． 作 者简 介 徐厌海 1 9 6 5一 ， 男 ， 助理 工程师 ， 1 9 8 8年 7月 毕 业于阜 新煤 炭工业学校矿 山测量专业 ， 现在 唐山开 滦赵各 庄 矿业有 限公 司地 测科任 测量科长。 收 稿 日期 2 01 00 5一l 5 71