條帶開采條件下地表移動(dòng)與變形特征的預(yù)測研究

王飛飛,楊武強(qiáng)

（河南神火集團(tuán)泉店煤礦,河南許昌,461000）

1 工程背景

某礦150506工作面開采屬于多煤層重復(fù)開采，引起的覆巖和地表移動(dòng)屬于重復(fù)采動(dòng)。工作面設(shè)計(jì)平均走向長約480m，平均傾向長約184.6m，工作面風(fēng)巷預(yù)計(jì)標(biāo)高約為-399.4～-440m，工作面機(jī)巷預(yù)計(jì)標(biāo)高約為-409.5～-426.2m。采用走向長壁垮落采煤法，綜合機(jī)械化采煤，試驗(yàn)面范圍內(nèi)6-1煤與上面的7-1煤平均層間距14.5m、與7-2煤層平均層間距為26.4m、與8煤平均層間距為38.1m、與9煤平均層間距為58.3m。

2 地表移動(dòng)變形分析

綜合考慮某礦地表移動(dòng)觀測站成果，得到地表移動(dòng)全采預(yù)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 某礦地表移動(dòng)預(yù)計(jì)參數(shù)

以上參數(shù)是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測資料通過分析處理直接求取的，因此，選取以上參數(shù)作為本項(xiàng)目已采區(qū)地表移動(dòng)預(yù)計(jì)參數(shù)，滿足本文計(jì)算精度的要求。

條帶法開采的地表移動(dòng)和變形規(guī)律與全采的近似。驗(yàn)算表明，條帶法開采的地表移動(dòng)和變形值可用概率積分法計(jì)算，但它的下沉系數(shù)、主要影響角正切等參數(shù)則與全采不同，條帶開采條件下的下沉系數(shù) 、拐點(diǎn)偏距 、主要影響角正切 、水平移動(dòng)系數(shù) 的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式如下：

（1）下沉系數(shù)

分析國內(nèi)7個(gè)冒落條帶法開采和國外4個(gè)充填條帶法開采實(shí)例，以及采用有限元法計(jì)算，得出冒落條帶法開采地表下沉系數(shù)計(jì)算式：

（4）拐點(diǎn)偏距

條帶開采的拐點(diǎn)偏距，隨采深和采出率的增大而增大。根據(jù)我國煤礦條采的實(shí)測資料，當(dāng)采深H0＞75m時(shí)，拐點(diǎn)偏距為

式中：

q條、q全—分別為冒落條采法和冒落全采法的下沉系數(shù)；

b條、b全—分別為冒落條采法和冒落全采法的水平移動(dòng)系數(shù)；

表2 條采預(yù)計(jì)參數(shù)計(jì)算表

表3 條采預(yù)計(jì)參數(shù)

表4 150603條采面地表移動(dòng)與變形特征

tgβ條、tgβ全—分別為冒落條采法和冒落全采法的主要影響角正切；

s條—為冒落條采法的拐點(diǎn)移動(dòng)距離；

H0—平均開采深度，m；H—采深，m。

計(jì)算得到條采預(yù)計(jì)參數(shù)表2。

根據(jù)表2，參考相似材料模擬試驗(yàn)資料，綜合分析得到條采預(yù)計(jì)參數(shù)如表3。

通過計(jì)算機(jī)編程計(jì)算，得到各方案開采后地表移動(dòng)與變形特征值，見表4。

3 結(jié)論

從表4分析可知，走向條帶開采三個(gè)方案的地表最大下沉值為179mm，最大拉伸水平變形為0.3mm/m，滿足開采設(shè)計(jì)使地表水平拉伸變形控制在0.5mm/m以內(nèi)的要求。

[1]趙麗.巨厚松散層下地表移動(dòng)參數(shù)解算與移動(dòng)變形預(yù)計(jì)[D].安徽理工大學(xué),2013.

[2]周敏.地下開采地表移動(dòng)變形的規(guī)律研究及影響因素分析[D].重慶大學(xué),2011.