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晋华宫煤矿地表移动变形规律研究



[摘要]晋华宫煤矿煤层平均埋深500m,平均煤厚26m,采用分层综采放顶煤开采方法,工作面宽度为120m,分层采放高13m。随着后续工作面的开采地表移动变形将明显增大,本文通过对晋华宫煤矿开采地表移动规律进行研究,确定工作面开采对地表建筑物的影响范围和影响程度,同时对地表构筑物提出保护对策。
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[关键词]综采;工作面; 地表移动;分析;
中图分类号:F224-39 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)15-0259-01
前言
由于煤炭资源的过量开采,矿区环境支离破碎,矿震、滑坡、泥石流等次生地质灾害随时有可能发生。并且由于开采引起地下水破坏,地表建筑物损毁也日益增多。为了实现可持续发展,建立采煤与环境友好型的开采机制,如何安全、高效、环保的采出煤炭资源,同时实现矿区的绿色恢复成为重大的社会民生问题。因此深入矿区,调查矿区开采情况,积极观测,掌握矿区地表移动规律,科学指导实际开采,保护矿区的环境及人员安全,将为当地经济建设,和社会稳定做出巨大贡献。
1 地表移动变形观测
由于工作面开采,地表房屋来不及搬迁,因此需在地表设置观测站,对晋华宫煤矿地表移动下沉情况进行观测。由于工作面开采周期较长,达到2年。需同一采区地质条件、覆岩岩性基本一致,因此后续工作面开采布置走向观测线时可参考已采工作面的布置,倾向测线布置可按照现有布测方式,东西双向延伸即可。
走向观测线应根据最大下沉角θ确定其位置,距回风顺槽的水平距离Dz可由下式计算:
Dz=D1/2+H0?ctgθ
=59+500×ctg(90°-kα)
=
由于D3=2438m≥+59=759m,走向属于超充分采动。
因此,本次走向观测线设计为半条走向观测线。北端以郭家庄北部为界,停采线外侧测线最小长度L外由下式计算:
L外=(H0-h冲)?ctg(δ-Δδ)+h冲?ctgψ
=(500-0)×ctg(65°-20°)+0×ctg45°
=500(m)
受地形限制,南端起点布置在北?I河北岸,并设控制点2个。所以走向观测线总长度为Lz=1325(m)。
2 观测方法及要求
本次地表移动观测站总共设计2条观测线,其中走向主断面上1条,倾向主断面上1条。观测线横穿川区林地及村庄,观测工作相对困难,部分区域全站仪和一般测量仪器无法观测,需借助GPS测量系统进行观测。因此,观测工作综合采用一般测量仪器、全站仪和GPS测量系统,观测方式可综合采用导线测量、三角高程测量、水准测量和GPS测量。由于受采空区影响,矿区地面控制点破坏严重,测区范围基本无可用高级控制点,对测线控制点的联测必须按照合理的图形进行布网联测,并作平差计算。本次观测主要分为四个部分首次观测、巡视观测和全面观测。
首次观测
观测站各工作测点埋设10~15天沉稳后,进行首先全面测量(联系测量),首次观测独立进行两次。两次测量同一点的高程差不大于10mm,平面坐标相差不大