梁寶寺煤礦地表移動(dòng)參數(shù)綜合分析

譚洪山 于鳳兵 張 斌

（1.肥城礦業(yè)集團(tuán) 梁寶寺能源有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)寧272404；2.山東科技大學(xué)，山東 青島266590）

1 地表移動(dòng)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

梁寶寺煤礦3107、3111、3115 工作面條帶開(kāi)采共布設(shè)了五條觀測(cè)線，其中沿走向布設(shè)三條觀測(cè)線，沿傾向布設(shè)二條觀測(cè)線，共埋設(shè)測(cè)點(diǎn)230 個(gè)，觀測(cè)線長(zhǎng)度超出工作面邊界的長(zhǎng)度均大于400m。3107 工作面開(kāi)采周期17 個(gè)月。 3111 工作面開(kāi)采周期5 個(gè)月。

3201、3202、3204、3206、3208、3212、3216 工作面條帶開(kāi)采與全采共布設(shè)三條觀測(cè)線，其中走向布設(shè)一條觀測(cè)線，傾向布設(shè)兩條觀測(cè)線，共埋設(shè)測(cè)點(diǎn)80 個(gè)。

3201、3202、3204、3206、3208 工作面全采共布設(shè)4 條觀測(cè)線，沿走向布設(shè)兩條，沿傾向兩條，共埋設(shè)測(cè)點(diǎn)111 個(gè)。

采用了MAPINFO、MATLAB 等軟件對(duì)三種開(kāi)采方式下巖移觀測(cè)站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理及二維圖形繪制，并求取了地表移動(dòng)參數(shù)如表1 所示。

表1 地表巖移參數(shù)與采空區(qū)面積S 的關(guān)系

2 最大下沉值W 與采空區(qū)面積S 的關(guān)系

分析表明∶工作面采空區(qū)最大下沉值隨著采空區(qū)面積的增大先增大后呈一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的趨勢(shì)。三種開(kāi)采方式下采空區(qū)最大下沉值與采空區(qū)面積的回歸關(guān)系如圖1 所示。 隨著面積S 的增加，最大下沉值W逐漸增加。達(dá)到某個(gè)值以后再逐漸減小最大下沉值與采空區(qū)面積的關(guān)系為∶

y=-1.17×10-8x2+0.017x－2371.1

關(guān)系函數(shù)的相對(duì)誤差為2.67×10-15。

圖1 最大下沉值與采空區(qū)面積的關(guān)系

3 下沉系數(shù)q 與工作面面積S 的關(guān)系

分析表明∶采區(qū)下沉系數(shù)q 與工作面面積S 關(guān)系呈二次函數(shù)關(guān)系，下沉系數(shù)q 隨著采空區(qū)面積S 的增大先增大后減小。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明，三種開(kāi)采方式下，下沉系數(shù)q 與采空區(qū)面積S 的關(guān)系為∶面積越大，下沉系數(shù)越大，當(dāng)達(dá)到某一個(gè)值后，隨之面積S 的繼續(xù)增大，下沉系數(shù)對(duì)應(yīng)減小。 下沉系數(shù)q 與采空區(qū)面積S 的關(guān)系為∶

y=－1.41×10－12x2+2.501×10－6x-0.189

關(guān)系函數(shù)的相對(duì)誤差為1.11×10－15。

4 主要影響角正切tanβ 與工作面面積S 的關(guān)系

分析表明∶采區(qū)主要影響角正切tanβ 與工作面面積S 關(guān)系呈二次函數(shù)關(guān)系，主要影響角正切tanβ 隨著采空區(qū)面積S 的增大而減小，達(dá)到某一個(gè)值后增加趨勢(shì)趨于平穩(wěn)。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明，三種開(kāi)采方式下，主要影響角正切tanβ 與采空區(qū)面積S 的關(guān)系為∶面積越大， 主要影響角正切tanβ 越小，當(dāng)達(dá)到某一個(gè)值后，隨之面積S 的繼續(xù)增大，主要影響角正切對(duì)應(yīng)增加的趨勢(shì)會(huì)減小趨于平穩(wěn)。 主要影響角正切tanβ 與采空區(qū)面積S的關(guān)系為∶

y=2.45×10－13x2－1.34×10－6x+3.331

關(guān)系函數(shù)的相對(duì)誤差為1.031×10－16。

5 水平移動(dòng)系數(shù)b 與工作面面積S 的關(guān)系

分析表明∶采空區(qū)水平移動(dòng)系數(shù)b 與工作面面積S 關(guān)系呈二次函數(shù)關(guān)系，水平移動(dòng)系數(shù)b 隨著采空區(qū)面積S 的增大先減小，達(dá)到某一個(gè)值后再增大。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明，三種開(kāi)采方式下，水平移動(dòng)系數(shù)b與采空區(qū)面積S 的關(guān)系為∶面積越大，水平移動(dòng)系數(shù)b 越小，當(dāng)達(dá)到某一個(gè)值后，隨之面積S 的繼續(xù)增大，水平移動(dòng)系數(shù)對(duì)應(yīng)增加。水平移動(dòng)系數(shù)b 與采空區(qū)面積S 的關(guān)系為∶

y=6.7055×10－14x2－1.2122×10－7x+0.35184

關(guān)系函數(shù)的相對(duì)誤差為1.0338×10－16。

6 水平移動(dòng)值U0 與工作面面積S 的關(guān)系

分析表明∶采空區(qū)水平移動(dòng)值U0與工作面面積S 關(guān)系呈二次函數(shù)關(guān)系，水平移動(dòng)值U0隨著采空區(qū)面積S 的增大而增大，達(dá)到某一個(gè)值后，增大的趨勢(shì)減緩趨于平穩(wěn)。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明，三種開(kāi)采方式下，水平移動(dòng)值U0與采空區(qū)面積S 的關(guān)系為∶面積越大，水平移動(dòng)值U0越大，當(dāng)達(dá)到某一個(gè)值后，隨之面積S 的繼續(xù)增大，水平移動(dòng)值U0逐漸減小。 水平移動(dòng)值U0與采空區(qū)面積S 的關(guān)系為∶

y=－3.439×10－9x2＋0.00506x－687.73

關(guān)系函數(shù)的相對(duì)誤差為2.8727×10－15。

7 結(jié)論

通 過(guò) 對(duì)3107、3111、3115 工 作 面 條 帶 開(kāi) 采，3201、3202、3204、3206、3208、3212、3216 工 作 面 條 帶 開(kāi) 采 與 全 采，3201、3202、3204、3206、3208 工作面全采三種方案開(kāi)采后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析， 獲得吧了多工作面開(kāi)采地表巖移參數(shù)。 運(yùn)用MATLAB 軟件建立了下沉系數(shù)q、下沉值W、主要影響角正切tanβ、水平移動(dòng)系數(shù)b，水平移動(dòng)值U0與采空區(qū)面積的函數(shù)關(guān)系，為梁寶寺煤礦“三下”開(kāi)采設(shè)計(jì)提供了技術(shù)依據(jù)。

［1］何國(guó)清等.礦山開(kāi)采沉陷學(xué)[M].徐州∶中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，1991.

［2］欒元重，曹丁濤，徐樂(lè)年，馮尊德.變形觀測(cè)與動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)[M].北京∶氣象出版社，2001.