淺議南方礦區(qū)薄煤層開采巖移觀測

摘 要：文章開展南方礦區(qū)薄硬煤層開采對采動區(qū)地表巖層移動觀測，探尋薄硬煤層礦區(qū)開采巖層移動規(guī)律，為今后合理開采“三下”煤量提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參考。

關(guān)鍵詞：薄硬煤層；巖移觀測

中圖分類號：TD421163 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0175-02

豐海煤礦是永安煤業(yè)有限責(zé)任公司的骨干礦井，穩(wěn)定其生產(chǎn)規(guī)模是永安煤業(yè)公司穩(wěn)定原煤生產(chǎn)的關(guān)鍵。為了保持45 萬t/a的生產(chǎn)規(guī)模，尋找和解決豐海煤礦的后備資源迫在眉睫。豐海煤礦深部井田標(biāo)高+230 m～-550 m，其中絕大部分處于九龍溪、鐵路保護帶，該部分壓煤能否得到合理開發(fā)利用，將直接影響豐海煤礦的生產(chǎn)接替工作。因此，開展井下巷道及地表采動區(qū)巖層移動觀測，探尋礦區(qū)巖層移動規(guī)律，為今后合理開采豐海煤礦深部鐵路和河流下煤炭資料源提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參考。

1 測區(qū)煤層要素及開采情況

1.1 煤層要素

觀測區(qū)-130水平下部主采煤層C1號煤層厚度為1.00～1.20 m，平均1.1 m，傾角20 ？觷～40 ？觷，走向一般為230～450 m。

C9號煤層厚度為0.76～1.68 m，平均1.24 m，傾角20 ？觷～50 ？觷，走向一般為230～450 m。

1.2 2006～2010年觀測區(qū)煤層開采情況

2006～2010年觀測區(qū)煤層開采情況見表1。

其中：402采區(qū)-230C1石門已施工到位，403采區(qū)-170水平C9北巷現(xiàn)已施工長約420 m，未開采。

2 巖移觀測

2.1 觀測站的建立

為進行采動區(qū)的巖層移動的觀測與變形分析，從2005年開始進行測量方案設(shè)計，由于開采煤層厚度小、傾角較小、開采深度大，對地表影響較少，但為了尋找本礦區(qū)巖層移動和地表沉陷的規(guī)律，確定開展巖層移動觀測工作。自2006年6月開始布置了觀測工作站，觀測區(qū)地表的高程在+229.56 m～+228.25 m，下部開采的標(biāo)高在-130 m以下，開采煤層距地表358.25 m。由于受地形條件限制，選擇在402采區(qū)（末開采）上部，地勢比較平坦，便于觀測的斑豐地面窄軌沿線區(qū)域布設(shè)一條走向觀測線，觀測線總長度2.2 km，各測點間距20～150 m，總共布設(shè)26個觀測點，隨后在開采過程中，分別對觀測站下部煤層開采造成的地表巖層移動進行定期觀測。

2.2 測量方法與成果精度

由于豐海礦和斑竹坑副井近井點均被破壞，采用豐海主平峒7秒級導(dǎo)線，作為觀測支導(dǎo)線起算座標(biāo)數(shù)據(jù)，測量過程中按照一級導(dǎo)線測量的要求進行。觀測站水準(zhǔn)觀測采用三等水準(zhǔn)近井點和按照三水準(zhǔn)測量的精度和測量要求進行各項測量“三下”開采移動觀測。觀測過程中，均由同一人進行平面座標(biāo)和水準(zhǔn)高程測量觀測，全站儀觀測站連測采用獨立進行兩次，每次各四測回，支導(dǎo)線采用獨立進行兩次，每次各兩測回，精度要求： 一測回內(nèi)2C≤18''、測角中誤差m≤5''，測距較差ΔS≤3 mm。水準(zhǔn)測量采用支水準(zhǔn)路線三等水準(zhǔn)往返測量方法進行，精度要求：視線長度≤100 m、前后視距差≤3.0 m、視距累積差≤5 m、測段往返測高差的差≤±12√ km。

“三下”開采移動觀測工作均嚴格按照《測量規(guī)范》三下觀測方案要求進行施測，測量成果資料計算精度如下：

水準(zhǔn)高程測量高差全誤差：2006年Mw=±1.05 mm/km（Mw≤±6 mm/km）

2007年Mw=±0.78 mm/km

2008年Mw=±0.69 mm/km

2009年Mw=±0.58 mm/km

2010年Mw=±0.54 mm/km

水平角測量中誤差：2006年m=±2.23（m≤±2.5''）

2007年m=±2.14''

測距中誤差：2006年md=±2.10 mm（md≤±18 mm）

2007年md=±2.08 mm

2.3 采動過程巖層移動觀測成果

2006～2010年各觀測站點高程對比見表2。

2.4 巖層移動分析

通過以上五年的實測資料分析，觀測站在煤層開采第二年后逐漸開始產(chǎn)生移動，充分采動區(qū)下沉量最大為-98.2 mm，非充分采動區(qū)下沉量較小為-5.4 mm，說明開采對地表是有一定的影響。

3 結(jié) 語

目前還處在開采期，下沉值不大，尚未進入到開采結(jié)束的全面觀測期，通過對采動區(qū)域連續(xù)五年的巖層移動觀測和觀測站巖層移動資料分析，結(jié)論如下：

①水平位移隨煤層傾角變化，煤層傾角大的水平位移量大，緩傾煤層水平位移量小；高程位移量則隨開采范圍和煤層厚度的變化而變化。

②重復(fù)采動會影起井巷巖層的不規(guī)則運動，造成擠壓變形等現(xiàn)象，破壞程度相對嚴重。

③2007～2009年開采量大時，下沉的速度較大，2009～2010年后下沉較為緩慢。隨著開采水下往下采深的增加，對地表的影響逐漸減少。

綜上所述，巖層移動過程受地質(zhì)條件及采礦條件的影響，影響的主要因素有：

①開采深度和開采厚度；

②采空區(qū)范圍的大??；

③重復(fù)采動與煤系地層傾角；

④采煤方法；

⑤其它地質(zhì)條件的影響。

參考文獻：

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[2] 張國良.礦山測量學(xué)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011.