中嶺公司21041工作面采后對應地表巖移觀測成果分析

朱秀軍(貴州中嶺礦業有限責任公司,貴州納雍 553300)

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中嶺公司21041工作面采后對應地表巖移觀測成果分析

朱秀軍
(貴州中嶺礦業有限責任公司,貴州納雍 553300)

【摘 要】通過對中嶺公司21采區21041工作面地表巖移觀測的設計、成果分析,總結出中嶺礦區采后地表移動及沉降的一般規律,山區和平原的采后沉降規律有很大區別,山區采煤沉降治理不能簡單套用平原地區采煤沉降參數,必須經過多次觀測、分析,才能基本總結出山區,特別是貴州山區煤礦采煤沉降的基本規律,才能更好的治理山區的采煤沉降區。

【關鍵詞】地表巖移觀測設計 成果 成果分析

1 工程概況

中嶺公司21041工作面于2009年5月1日開始回采,2009年12月20日回采結束,共耗時8個月。地表巖移觀測站于2009年3月15日設站,4月15日進行了第一次全面測量,至2010年6月10日最后一次測量,共進行了九次測量。然后進行了成果整理。

(1)本次求得的主要影響半徑及拐點偏移距見表1和表2。(2)K、ε、i、w的臨界值分別為:

K=0.0002m,ε=2mm/m,i=3mm/m,w=10mm。

(3)本次求得的21采區4#煤層上覆基巖移動角和邊界角見表3。(4)其它求得的參數見表4。

2 成果分析

①移動角β、γ、δ:本次成果中可以看出,走向移動角比傾向移動角大,上山移動角比下山移動角大,說明采空區在走向上的影響范圍比傾向上的大,上山影響范圍比下山影響范圍大;②超前影響角ψ:本次成果求的的超前影響角較大,分析下來主要原因有: 4#煤層上覆巖層為砂巖,較堅硬,采深與采高之比大,工作面推進速度較快,加之地表為山區,不同于平原地區;③下沉系數a和水平移動系數b:本次成果求得的下沉系數較小而水平移動系數較大,說明了山區特有的深陷特點,即下沉不明顯,水平變形比較劇烈,因為貴州山區巖性較堅硬,不太容易出現大的下沉值;④主要影響半徑r及拐點偏移距si:本次成果求得的影響半徑、拐點偏移距經驗值小很多,和平原地區有很大區別,上山和下山拐點偏移距相差不大,主要是和煤層傾角有關,傾角越小,上山和下山拐點偏移距差別不大;⑤最大下沉速度v:本次成果最大下沉速度為78mm/d,屬于正常范圍;⑥其它參數:由于在山區,且地形復雜,地表裂縫難以發覺,地表也沒有出現理論上的規則下沉盆地,所以,本次成果沒有對裂縫角、充分采動角等數據進行整理和分析。

3 綜合分析

(1)山區地表下沉,既有堅硬覆巖地表移動與變形的特點,即地表下沉系數較小,地表移動基本上沿煤層法向方向傳播,沉陷區向煤層上山方向移動明顯;也有山區地表移動與變形的特征,受山體滑移影響,地表移動范圍較大,邊界角、移動角不太穩定,山頂下沉值大于山谷下沉值,地表地形復雜,地表不一定會出現塌陷坑,當松散層較薄時,上山方向水平移動比下山方向水平移動要大得多,甚至有可能只出現上山方向的水平移動。

(2)山區地表巖移觀測和平原有很大區別,成果也不太相同,測量條件和測量精度都不太高,并且一個觀測站的成果并不能說明太多的問題,只有隨著中嶺礦采掘行為的不斷開展,多建立巖移觀測站,分別對比各個觀測站的數據,才能對中嶺礦區的采空區地表沉陷規律有一個全面的了解。

(3)由于山區各參數的不確定性,能借鑒的經驗很少,所以,在以后的巖移觀測設計中,觀測范圍仍要以最大范圍來考慮,即用經驗移動角減去相應調整值(即邊界角)來確定測量范圍。

(4)我國是產煤大國,老礦區很多,老礦區留下了很多煤礦沉陷區且難治理,對農作物、建筑物、水土保持、環境等方面都造成很大的破壞后果,同時也制約了我國煤炭工業的發展,沉陷區內不能種植農作物,水土流失嚴重,建筑物損壞程度大,環境污染嚴重,這些都是我們要迫切解決的問題。貴州煤炭企業多位于深山之中,采空區地表地形復雜,不能簡單的利用平原地區的沉陷規律。所以,認真研究本地區采空區地表沉陷與移動變形的規律,有利于我們防范沉陷區內遇到的各種災害,以便對沉陷區及時采取措施,將損壞降到最低。此外,由于對沉陷規律有了了解,煤礦生產企業可以提早提出對策,可以創造出更大的經濟效益。

表1

表2

表4