對鑫鑫煤礦井工開采對邊坡穩定性的影響的評價

侯殿坤于 濤

（1內蒙古科技大學礦業工程學院副教授，包頭 內蒙古 014000；2內蒙古科技大學礦業工程專業，包頭 內蒙古 014000）

1 露天礦邊坡下方井工開采是一個普遍存在的問題，目前我國已開發的露天煤礦大都是傾斜或緩傾斜礦體,根據礦山開采的經濟技術要求,露天礦的開采范圍僅限于礦體的淺部,而深部不適合露天開采的礦體部分則要由井工開采完成,這樣就出現了露天礦境界外邊坡下方井工開采的問題。因此揭示邊坡下井采對邊坡穩定性影響的內在規律是一個非常重要和急待解決的問題。

2 鑫鑫煤礦開采技術條件

該礦開采煤層為孫家灣層群和中間層，截止2002年末保有地質儲量187.3千噸，其中基礎儲量（111b）156.8千噸，（2M11）30.5千噸，2003—2004年動用中間層0千噸，中間層81.7千噸，中間下層11千噸，剩余42千噸。2005年因阜新礦業集團“2.14”事故停產，遼西分局審批的技改工程，巷修工程，未進行回采。鑫鑫煤礦可采煤層開采技術條件如下表2-1所示

表2-1 鑫鑫煤礦可采煤層開采技術條件

3 鑫鑫煤礦因井工開采造成的地表移動、變形預計分析方法

鑫鑫煤礦上覆巖層性質為中硬，煤層為緩傾斜，緩傾斜煤層開采后地表沉陷規律基本符合隨機介質理論，采取類比地質采礦條件相近的礦區（五龍煤礦）地表移動參數及該礦地表移動、變形結果分析方法，確定鑫鑫煤礦地表移動、變形。

采取類比地質采礦條件相近的礦區（五龍煤礦）地表移動參數及該礦地表移動、變形結果分析方法，確定鑫鑫煤礦地表移動、變形概率積分法計算參數，見鑫鑫煤礦采煤沉陷程度計算概率積分法參數表2-2所示

表2-2 鑫鑫煤礦開采沉陷概率積分法參數表

根據阜新鑫鑫煤礦開采技術條件及概率積分法參數預計6個分煤層為孫中層、中間層、中間下層、太平下層、高德一層、高德二層全部開采后引起的地表移動、變形最大值如表2-3所示

表2-3 全部開采后引起的地表移動和變形最大值

4 采動坡體穩定性預測結果

根據《規程》附錄十一采動坡體穩定性預測方法,海州露天煤礦和鑫鑫煤礦提供的資料，在礦區范圍中部選擇最危險截面，并依據資料最終以E8剖面為最危險截面，邊坡下各煤層賦存情況如剖面圖4-1所示

由于礦區范圍內煤層均為逆傾巖層（相對露天礦南幫邊坡），根據開采煤層的不同，假設危險圓弧形滑面（實際沒有滑面），以全部煤層開采后做出圓弧形滑面，如圖4-2所示。

圖4-2 鑫鑫煤礦邊坡穩定計算圖危險滑移面

根據圖進行了采動影響下露天礦邊坡穩定性計算，得到露天礦邊坡穩定性計算結果為：鑫鑫煤礦開采后，影響露天礦局部坡體穩定性評價系數為K=1.4，煤層開采后坡體穩定性評價系數K＞1，露天礦邊坡體處于穩定狀態。但是,在E18剖面上有太平中部一號斷層的存在，有可能影響局部邊坡的穩定性。

表4-3 開采影響坡體穩定性預計參數

結論

預計6個分煤層為孫中層、中間層、中間下層、太平下層、高德一層、高德二層全部開采后引起的地表移動和變形最大值為：地表下沉最大值為3.024m，最大水平移動為1.168m，最大水平變形 10.06、-23.52mm/m，最大傾斜變形值為30.7mm/m，最大曲率變形為+0.39、-0.74×10-3/m。其移動及影響范圍如附圖所示。在其影響范圍內的地表產生了移動和變形，形成下沉盆地，對地表產生一定的影響。

由于鑫發煤礦井田范圍在露天礦的南幫邊坡下，根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》附錄十一采動坡體穩定性預測方法及阜新鑫鑫煤礦所提供資料、圖紙給定的條件下進行了采動坡體穩定性預測，預測井田可采6個分煤層為孫中層、中間層、中間下層、太平下層、高德一層、高德二層全部開采后，影響范圍內的開采坡體穩定性評價系數大于1.4，坡體穩定性評價系數均大于1。因此，在上述條件下，開采影響范圍內的露天礦邊坡體處于穩定狀態。但是,在E18剖面上有太平中部一號斷層的存在，在開采的影響下，有可能影響局部邊坡的穩定性。

建議在地下開采后對邊坡及地表進行巡視、設立監測措施，維持邊坡穩定，減少滑坡災害。

[1]中科院武漢巖土所.巖質邊坡穩定性的試驗研究與計算方法[M].北京：科學出版社1981.

[2]金連生.制定建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程[M].北京：煤炭工業出版社，2000.

[3]何國清，楊倫等.礦上開采沉陷學[J].北京：中國礦業大學出版社，1991.