常樂堡煤礦非充分開采地表沉陷預測參數確定實踐

【摘 要】：本文通過對比經驗公式，并結合實測數據，確定了常樂堡煤礦非充分開采地表沉陷預測參數，為項目環境影響評價及水土流失防治提供合理、有效的依據。

【關鍵詞】：條帶式開采；地表沉陷；預測

1、 前言

煤礦開采形成的地表沉陷，可對地貌造成毀壞，甚至可形成采動裂隙，對地下含水層造成破壞，從而引起地下水位下降，降低土壤質量與可利用性，土壤中生物的生存條件破壞，生物量減少，最終造成土壤生產力降低或喪失，加劇礦區土地水土流失和土地沙化災害。因此做好井采礦地表沉陷預測，對井采礦環境影響評價及水土流失防治具有重要意義。

本文通過對比分析，并結合周邊煤礦實測沉陷數據，確定常樂堡煤礦地表沉陷預測參數。

2 、常樂堡煤礦概況

常樂堡井田位于榆林市城東北方向14km處，行政區劃屬榆陽區牛家梁鎮管轄，井田西南-東北長約4.1～5.8km，東南-西北寬4.7km，面積17.0311km2，設計生產能力為1.2Mt/a。為保護水源地不被破壞，同時盡可能提高煤炭回收率，減少資源損失，設計對3號煤實施“連續采煤機長壁系統條帶采煤”的方法，“采12留8”，用金屬錨桿維護采空區頂板。全井田劃分2個盤區，分別為一、二盤區。礦井首采區為一盤區。開采區3號煤層埋深79.1～96.7m，煤層厚度為5.98～7.66m，煤層傾角小于1°。

3、地表沉陷預測

（1）預測方法及模式

根據本井田的煤層賦存條件和井田開拓與井下開采方式等資料，預測采用國家煤炭局《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中推薦的概率積分法最大值預測方法，模式如下：

（2）有關參數的選取

①在充分采動條件下參數的選取

通常根據原國家煤炭工業局制定《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中“按覆巖性質區分的地表移動一般參數綜合表”，同時結合礦區鄰近礦井地表沉陷預測經驗，確定充分采動條件下巖移參數。常樂堡井田地表沉陷有關參數詳見表1，預測結果詳見表2。

②在非充分采動條件下參數的選取

和充分采動相比，非充分采動下沉系數、地表變形水平移動系數、沉陷持續時間等都有大幅減小，我國學者在分析實測資料的基礎上，對條帶開采（非充分采動）與充分采動地表移動變形參數之間的關系進行了系統分析，建立了兩個預測經驗公式，并被廣泛應用，公式如下：

4、 參數確定

結合同屬榆神礦區的薛廟灘煤礦實測參數進行對比分析，確定常樂堡煤礦采用參數。

薛廟灘井田位于常樂堡井田西北11.7km處，與常樂堡煤礦均屬榆神礦區一期規劃區，開采煤層為3號煤，煤層埋深135.42～244.08m，煤層厚度為4.11～6.20m，煤層傾角小于1°。采取長壁條帶式開采，采留比為28：30。根據西安科技大學2013年5月編制的《薛廟灘煤礦30201工作面開采地表與巖層移動觀測研究》實際觀測，地表實際下沉值小于130mm，松散層邊界角為45°，基巖走向邊界角為67°，下沉系數為0.03，水平移動系數為0.258。

綜合對比考慮，公式二與實測值更接近，故常樂堡煤礦地表沉陷預測參數計算選擇公式二。

結論

通過對比經驗公式，并結合礦區內煤礦實測數據，綜合確定地表沉陷預測參數，使預測結果更可靠、合理，為環境影響評價及水土流失防治工作提供更為合理、有效的依據。

【參考文獻】：

[1]張慶偉. 地表沉陷的危害及控制措施[J]. 河南機電高等專科學校學報，2007（15）4.

[2]國家煤炭工業局.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]郭文兵，鄧喀中，鄒友峰. 條帶開采地表移動參數研究[J]. 煤炭學報，2005（30）2.

[4]西安科技大學，薛廟灘煤礦30201工作面開采地表與巖層移動觀測研究[R]，2013.5.

作者簡介：湛景武，男，工程師，主要從事水土保持和環境保護相關工作。