矿区铁路专用线下开采损害监测及治理.doc

1 矿区铁路专用线下开采损害监测及治理论文关键词: 综采放顶煤铁路专用线下采煤地表沉陷灾害治理论文摘要: 文中通过在铁路专用线建立第四系厚冲积层下轻型支架综采放顶煤条件的地表沉降变形观测站, 经长期观测和相关数据处理后获取到特殊地层下岩移参数, 为矿区铁路专用线采动沉陷治理提供了科学依据, 对类同地层条件下矿井地质灾害防治具有重要的参考价值。淮北矿业集团公司朱仙庄煤矿位于黄淮平原中段, 煤系地层之上覆盖着厚度为 250 m 左右的第四系冲击层, 矿区铁路专用线贯穿井田 6· 7km, 横跨南翼一、三、五、七采区, 在芦岭站与京沪线连接。 1999 年以来, 该矿采用轻型支架综采放顶煤新工艺取得良好经济效益的同时, 开采引起的地表沉陷也日趋加剧, 尤其是铁路专用线下回采, 造成路基下沉, 钢轨扭曲变形, 给铁路专用线上煤炭的安全营运造成了严重威胁。因而, 对铁路进行动态监测、为路基下沉及防治提供预测预报尤为必要。 1 开采情况及沉陷区现状铁路专用线下方一采区有 711 、 713 、 810 、 811 、 813 2 五个工作面, 首采面为 811 工作面,采厚 10m, 工作面走向 650m, 倾斜长 130m, 煤层倾角 20°, 采取一次采全高区内前进式开采, 采用轻型支架综采放顶煤回采工艺。铁路专用线与南翼采区呈 25°( 斜交, 压煤量大, 留设保护煤柱造成大量资源无法回收, 不利南翼采区采场布局, 经反复论证, 决定采用先回采后回填路基的方法。淮北矿区尚无厚冲积层下放顶煤回采的地表及岩层移动参数, 根据分层回采经验岩移参数, 预测一采区 811 工作面回采后将造成路基严重下沉, 最大下沉预计达 10· 5m, 以往因无法准确测算路基下沉量、回填工程量和预测回填时间, 曾发生下沉盆地中段回填矸石不足, 钢轨拉伸断裂, 盆地边缘钢轨扭曲变形, 回填矸石堆积, 路基起伏不平等事故。 2 路基沉降观测系统及外业观测 2·1 观测站设计根据铁路线下 811 、 813 工作面布局状况, 沿路基东北侧布设一条伪走向观测线, 布设 50 个工作测点( 间隔 25m), 在下沉盆地之外观测线两端各埋设 3 个控制点; 同时在钢轨上间隔 25m 打直径 1· 2mm 圆孔布设钢轨观测线; 在下沉盆地中央布设一条倾斜观测线, 工作测点48个, 形成完整的铁路沉降变形观测站。 2·2 测点结构及埋设基桩用混凝土预制, 测点标志采用直径 40m m 园铁制作, 3 顶端焊以薄层铜面, 中间钻有直径 1· 5mm 小孔, 园铁上端车出螺丝扣, 套上联接头, 以备测点下沉后接桩。初次埋点开挖 500mm 见方基坑, 坑底铺 150mm 厚石子, 植入基桩, 用混凝土浇实。每次采用接桩措施后, 均要用混凝土浇匀灌实, 凝结牢固, 并实地测定测点位置。 2·3 外业观测项目外业观测包括四个方面: (1) 观测站连测: 测点与矿区控制网之间进行的 GPS 控制测量。(2) 全面观测: 观测站内部各测点的高程测量、点间距测量和支距测量。(3) 水准测量: 观测站工作测点的沉降观测, 按一定周期单独进行。(4) 地表附属物的测定、编录: 对铁路沿线地表塌陷裂缝、台阶和铁路沿线输电线路下沉、铁路桥涵破坏和钢轨接头脱节扭曲、道钉崩落等地表附属物破坏状况进行实地勘查、素描和测量,