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潞安矿区综采放顶煤条件下地表沉陷规律研究郑志刚 潞安矿区综采放顶煤条件下地表沉陷规律研究 郑志刚 (煤炭科学研究总院唐山研究院) 摘要为了研究综放开采条件下的地表移动规律，潞安矿务局先后建立四个综采面地表移 动观测站，通过对观测资料的分析研究，获得了该矿区条件下综放开采的地表移动规律和有 关参数，为矿区“三下”采煤提供了可靠的依据。 关键词综采放顶煤移动变形预计参数 目前，综采放顶煤技术已成为我国厚煤层矿区的主要采煤方法，在给煤矿企业带来了巨大经济效 益的同时，综采放顶煤技术也给“三下”采煤提出了新的课题。综采放顶煤一次性采全高，开采强 度大，推进速度快，地表沉陷变形异常剧烈，对地面建(构)筑物的影响非常严重。 本文以潞安矿区四个厚煤层综放面地表岩移观测的实测资料为基础，对综采放顶煤条件下的地表 沉陷规律进行了研究，获得了本矿区地质采矿条件下的地表移动变形规律、各种角值参数和预计参 数，为今后“三下”采煤提供了可靠的技术依据。 1 地表岩移观测站的设置 为了研究综采放顶煤条件下地表沉陷规律，潞安矿区先后在五阳煤矿、王庄煤矿建立了四个岩移 观测站，四个试验工作面地质条件相近，均主采下二迭系山西组3号煤层，煤层厚度6．5m左右，煤 层倾角20～10。。上覆地层主要以泥岩、砂质泥岩、砂岩及第四系黄土层为主，开采方法均为综采放 顶煤，全部陷落法管理顶板。 各观测站包括一条走向观测线和一条倾向观测线，四个观测站共设观测点236个，测线总长 6578m。观测工作自1995年4月开始，至2003年8月结束，历时八年，取得了比较完整的观测资料。 各工作面的开采情况见表1。 表l 岩移观测站试验工作面基本情况 煤层开采 煤层倾角／ 平均开采 推进速度／ 工作面名称 走向影m 倾斜P．．／m 厚度／m (。) 深度／m (m·d一) 7503 716 188 6．87 4 316 1．82 7506 1450 200 6．53 7 329 1．12 7511 701 200 6．49 5 270 2．10 4326 700 274 6．65 3 238 1．92 2地表沉陷变形规律 2．1静态沉陷变形规律 1)地表移动盆地发育特征及角值参数 通过长期系统观测，取得了各工作面回采后地表的最大移动变形值，见表2，图l、图2分别绘 出了7503、7506工作面倾向观测线的地表移动变形实测曲线，图3、图4分别绘出了7511工作面倾 一435— 向观测线和走向观测线的地表移动变形实测曲线。可以看出，在综采放顶煤条件下地表的移动变形值 非常大。远远超过“三下”采煤规程中给出的建筑物产生Ⅳ破坏的地表变形值。工作面开采后地表 向观测线和走向观测线的地表移动变形实测曲线。可以看出，在综采放顶煤条件下地表的移动变形值 非常大。远远超过“三下”采煤规程中给出的建筑物产生Ⅳ破坏的地表变形值。工作面开采后地表 下沉值达到2858—4933mm，地表倾斜值达到28．1—53．1 rnm／m，地表下沉盆地非常陡峭。 表2综放开采地表最大移动变形值 开采 采动程度／ 下渺 倾斜／ 曲影 水平移动／ 水平变形／ 工作面 (D·H“) mm (111／11·m“) (10一·m叫) mm (mrll·m一) 7503 O．60 3395 38．7 4-0．62一一1．36 1458 +19．7～一37．9 7506 0．61 2858 28．1 +0．41一一0．68 1082 +13．8～一23．7 7511 0．74． 4933 48．7 +0．66_一1．32 1643 +19．6～一33．6 4326 1．15 4902 53．1 +O．72～一1．38 1611 +21．2～一26．8 宁 ：：弧、。队l 水平移动 毒1000 ：莲／八。。瓜一 1 咖 挚500 * 垂堇 !三-10。’一’。一一’一、一 0 g{臀稔牛长 。 —500 喜三 薹二一’ —1000 1 咖 一1500 l 垂} 一I-暑．E暑一＼霭肇 一一以-一， 一一一一一墨。一一一一 ∞ ∞ 加 加 一毛毒邑＼衣鼙 m 加 0 。 m 加 加 伽 ∞ 伽 图1 7503倾向观测线地表移动变形实测曲线 图2 7506倾向观测线地表移动变形实测曲线 ---——436·-·—— 2 2 咖 2咖 差暑 ．30要乡婿爪j ∞ 疆一 1 咖 l妻；∞ l 啪 ∞ 1 un之擦簿}苌 湖 暑E＼需搀}* 垂}∞ ≯-10一一’ Oo 0-1一一蝣Y 。 湖 垂}∞ l咖 咖 ∞ l 1 善； 蓍} ∞ l 2 咖 哪∞ 2 一—．，，!，八侗‘_至一一一! ^_【_m．m邑＼磙革 的∞∞∞m ．一一一理 ^I-m．II善一＼磙肇 ∞幻∞加m o -3000 m啪{i；嘞棚 o