中嶺公司21012工作面對應地表公路煤柱設計及采動影響分析

■朱秀軍(貴州中嶺礦業有限責任公司貴州納雍553300)

中嶺公司21012工作面對應地表公路煤柱設計及采動影響分析

■朱秀軍
(貴州中嶺礦業有限責任公司貴州納雍553300)

介紹了中嶺公司21采區21012工作面對應地表公路保護煤柱設計的方法、依據和設計的結果，并對采動影響進行了分析。

采空區地表公路保護煤柱設計采動影響

0　目的和任務

中嶺公司21012工作面對應地表西面有一鄉村公路通過，該路為附近村鎮主要公路，21012工作面因距地表較近，回采時會對該公路造成破壞，所以必須對該公路進行保護煤柱設計，確保回采時不影響該公路的正常使用。

1　地質概況

中嶺公司位于貴州省納雍縣,隸屬貴州水礦集團,由貴州煤礦設計院設計,21采區設計能力為100萬t/a,采用平峒開拓。21012工作面位于21采區東翼。平均走向長565m，平均傾向長202m，地質儲量346000噸，所采煤層為1#煤層，平均煤厚2.0m,煤層平均傾角14度。下方為本礦21061、21082工作面（已回采結束），南為本礦21014工作面（因斷層影響，已結束回采），西南為21041工作面（已回采結束）西部為煤層露頭，沒有布置工作面。詳見圖1（井上下對照圖）。

2　設計內容

（1）本設計按三級線路進行保護，即公路圍護帶按10m設計，公路本身5m寬，被保護對象總寬25m.

圖1　

本設計采用的基巖移動角（β、γ、δ）借鑒水城礦區其它煤礦參數，考慮到公路所處地形山勢較陡，21012工作面回采后可能有滑坡危險，且工作面位置在公路上山方向，按照規定基巖移動角應減小20°而變成（β＇、γ＇、δ＇），具體數值見表1。

表1　

在煤層底板等高線圖上沿公路垂直方向和、公路方向和回巷做剖面，編號見表2。

因公路走向與煤層走向斜交,應根據基巖移動角（β＇、γ＇、δ＇）求得垂直于受保護邊界線方向（偽傾斜方向）的上山方向移動角γ0和下山方向移動角β0，然后再確定保護煤柱。γ0和β0用下式計算：

求得的數據見表2。

表2　

表2中,H為公路中心線與煤層的垂距，α'為公路方向煤層偽傾角。

因21012工作面在公路南側，本設計只需求出公路南側保護邊界即可。

按表2的有關數據，在各剖面圖上，求出煤柱邊界點把各點投影到圖1上，用曲線連接，就是公路南側的煤柱邊界。

（2）、沿21012回巷垂直方向以一定間距作5條剖面，在每個剖面上沿上山方向移動角β0分別相交地表5個點，用曲線連接，就是21012工作面回采后在上山方向的影響邊界。其與公路保護煤柱的交點，就是21012工作面停采線位置。即21012回巷口向東188m處停采。

3　采動影響分析

（1）以上雖然對21012工作面對應地表的公路進行了保護煤柱設計及停采線的預計，但考慮到21012對應地表地貌的復雜性，該保護煤柱及停采線只能保護公路本身不受地表沉降及變形影響，并不能保證公路不受山體塌方影響。因為該公路為傍山險路，路東為幾乎垂直的山體，由圖中可知，1#煤層采后影響范圍基本都已越過山脊，影響邊界大多位于公路東側上方的崖體上，若崖體發生沉降和變形，雖然未影響公路，但有可能造成公路上方崖壁滑坡、崩崖等地質災害，從而堵塞公路或對行人造成安全隱患。

（2）21012工作面下伏6#煤層21061工作面（2007年6月回采結束）、8#煤層21082工作面（2010年9月回采結束）均已回采，至今已兩年有余，未發現對公路及山體造成太大影響，6#、8#煤層埋深較深（1#煤層與6#煤層層間距平均為55m,6#煤層與8#煤層層間距平均為22m，21012回巷平均埋深174米,21061回巷平均埋深213米，21082回巷平均埋深245米），對地表影響較小，即使有些影響，兩年來可能地層內部變化已趨于平衡，而1#煤層在21012回巷開口處距地表僅80米，埋深較淺,采動后將重新擾動該地區地層變化，破壞以前的平衡狀態，對地表影響可能更大，造成嚴重后果。

4　總結

前面雖然對21012停采線進行了設計，但需對公路及公路上方山體進行變形和沉降觀測，若變形值大，應及時采取措施進行處理。21012工作面于2013年3月回采結束后，礦地測部門立即設觀測站對公路和山體進行監測。經過近兩年的變形和沉降觀測，未發現公路及上方山體有大的變化，說明設計方案是可行的。

U412.36[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-378-1