上層煤回采后重復開采下層煤時地表巖層移動參數分析

李寶元

（山西焦煤集團礦業管理有限公司，山西 太原 030053）

上層煤回采后重復開采下層煤時地表巖層移動參數分析

李寶元

（山西焦煤集團礦業管理有限公司，山西 太原 030053）

經對東曲礦14402工作面巖層移動觀測站的觀測、分析，總結了上層煤回采后重復開采下層煤時地表巖層的移動規律和實踐經驗，能為今后煤礦村莊保護煤柱的留設提供了寶貴的基礎數據。

重復開采；保護煤柱；巖層移動；參數

1 項目的提出

山西焦煤集團西山礦區多年來的生產實踐中，積累了豐富的巖層移動資料，但是隨著2號煤資源的枯竭、4號煤的開采，按照《西山礦務局村莊保護煤柱留設規程》（試行）留設的村莊保護煤柱出現了不同程度的問題，部分煤柱的維護帶出現了裂縫，這就需對2號煤回采后，4號煤復采時的巖層移動參數的加強研究。結合原有巖層移動資料，綜合分析巖層移動參數，找出各種因素對移動過程的影響規律；再將這種規律運用到解決開采沉陷問題的實踐中去，使之進一步完善與深化，為村莊保護煤柱留設提供更可靠的數據，以利于提高煤炭資源的回收率。

2 項目簡介

2.1 工作面地質概況

14402工作面是東曲礦第一個4號煤工作面，上覆12402工作面采空區。4號煤直接底為粉砂巖，厚2.75m。偽頂為炭質泥巖，厚0.2m。直接頂為細砂巖，厚10.6 m～11.6m。地面標高1 210m～1 336m，工作面底板標高968 m～1 026 m，蓋山厚度184 m～340m，地面小部分地段覆蓋第二系黃土，厚0 m～30m，大部分地段為裸露基巖和風化堆積場。從掘進揭露的幾個斷層看，均為小斷層，預計不會對地表移動形態產生明顯影響。14402工作面為綜采工作面，采煤方法為傾斜長壁，頂板自然垮落。

2.2 觀測站設計

1）設置觀測站的目的：建立14402工作面地表巖層移動觀測站，主要求取上層煤采空后重復開采下層煤時的巖層移動角和邊界移動角，為村莊保護煤柱的留設提供準確的技術參數，

2）觀測線的布置：依據《西山礦區村莊保護煤柱設計規程》（試行）進行。依開采深度和煤層傾角確定：β=Υ=б=72°。最大下沉角為：W=90±0.6α，充分采動角為：Ψ3=61°，調整角為22°，松散層移動角為45°。

每條觀測線的外端設置兩個控制點，即總共布設四個控制點，四個控制點互相通視，且與最外側觀測點距離不小于50 m，控制點在開采影響范圍之外。考慮到觀測站地表地形條件及建站目的，觀測線上的測點間距分兩部分考慮，位于充分采動區內的點間距為30m。位于非充分采動區內的點間距為20m，以求全面觀測采動影響過程。

3）觀測站的觀測：采用topcon-211D型全站儀進行觀測，由于受山區地形條件限制，采用主、副點觀測方案。并且采用光電高程導線的方法，一次求取各點的三維坐標。根據建站目的，本觀測站共進行6次全面觀測：工作面回采前觀測兩次，以確定各測點的原始三維坐標；回采過程中觀測兩次，以觀測移動情況；采動穩定后觀測兩次，求取有關移動參數。觀測時間間隔為1個月。

2.4 觀測成果的整理

每次外業觀測完后，要對觀測數據進行整理，符合要求后對各主點進行平差計算，取得各主點的三維坐標，然后計算各副點的三維坐標。在此基礎上，依據各次觀測與首次觀測之間各測點的空間位置變化，全面取得各測點的移動空間向量，最終繪制各次觀測的下沉曲線圖，求取有關的巖層移動參數。

經過資料分析，取得如下巖層移動角：β=66°，γ=64°，δ=64°。小于《西山礦務局村莊保護煤柱留設規程》（試行）規定的β=γ=б=72°。

3 結論

經對14402工作面巖層移動觀測站的觀測、分析，我們得出了以下有意義的經驗：

1）開采上層煤時上覆巖層已經冒落、斷裂、彎曲并最終穩定，但是巖層的結構已經遭到破壞。重復開采下層煤時必將影響地表巖層移動，而使井下開采波及到地表更大的范圍，留設保護煤柱時在一定程度上可將上覆巖層視為松散層，尤其是下層煤開采范圍大于上層煤開采范圍時。

2）在兩層煤間距很小時，重復開采下層煤必然使頂板冒落，并和上層煤采空區連成一個整體。因此，分析巖層移動規律時可將兩層煤及層間巖層統一看作采高來對待。

Abstract:Through the observation and analysis of rock movement observation station at No.14402 working face of Dongqu Mine,the study summarizes the surface rock movement law and practice experience in the repeated mining of lower coal after upper coal mining,which provides precious basic data for the future layout of building protection coal pillars under villages.

Key words:repeated mining;protection coal pillars;rock movement;parameter

編輯：劉新光

Parameter Analysis on Surface Rock Movement in the Repeated Mining of Lower Coal after Upper Coal Mining

LI Bao-yuan

(Mining Industry Management Co.,Shanxi Coking Coal Group,Taiyuan Shanxi 030053,China)

TD325+.4

A

1672-5050（2010）09-0059-02

2010-07-23

李寶元（1973—），男，山西廣靈人，本科，工程師，主要從事地質測量工作。