鄭州礦區(qū)采煤鐵路下沉有關(guān)參數(shù)的探討

武志杰

【摘 要】在壓煤開采過程中，隨著煤炭的采出，上覆巖層的垮落，地面要下沉，形成盆狀坑，這樣對地表建筑會造成破壞，特別是礦區(qū)鐵路專用線。我們原先通過經(jīng)查證有關(guān)資料沒有找到有關(guān)質(zhì)料提供關(guān)于鄭州礦區(qū)地表移動下沉有關(guān)參數(shù)，為了解決計(jì)算鐵路下采煤鐵路最大下沉量、下沉影響范圍及下沉影響治理周期等數(shù)據(jù)問題，將以往礦區(qū)鐵路下采煤資料比較完善且有代表性的幾個(gè)工作面進(jìn)行匯總與分析，提出了鄭州礦區(qū)鐵路下采煤鐵路下沉有關(guān)參數(shù)。

【關(guān)鍵詞】鄭州礦區(qū) 鐵路下沉 參數(shù)探討 參數(shù)驗(yàn)證

1前言

煤炭是不可再生資源，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，對煤炭的需求量不斷增加，引起煤炭資源逐漸減少。鐵路線下壓煤已占有效可采煤炭儲量不小的比例，為此只要經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件允許，無論在多么困難的情況下，鐵路下壓煤的回采都將會進(jìn)行。因此，鐵路下壓煤的開采勢必造成鐵路及其附屬設(shè)施的下沉甚至破壞，這樣給鐵路運(yùn)輸管理部門養(yǎng)護(hù)線路提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為保證鐵路安全平穩(wěn)不間斷的運(yùn)行，必須治理線路下沉，在以往鄭州礦區(qū)鐵路下沉治理過程中，我們查閱中華人民共和國原煤炭工業(yè)部制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中，沒有提供關(guān)于鄭州礦區(qū)地表移動下沉有關(guān)參數(shù)，更沒有鐵路下沉的有關(guān)參數(shù)，因此在預(yù)計(jì)鐵路最大下沉量、下沉范圍及下沉周期的工作中，鐵路與煤礦雙方反復(fù)討論，沖突較大，往往無法達(dá)到一致。為此，我們組織有關(guān)技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)高等學(xué)校教材《煤礦巖層與地表移動》及結(jié)合以往下沉實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，對鄭州礦區(qū)鐵路下沉有關(guān)參數(shù)進(jìn)行探討，便于今后在確定采煤時(shí)鐵路最大下沉量、下沉范圍及下沉周期等有關(guān)參數(shù)提供依據(jù)。

2鐵路最大下沉量、下沉周期、移動范圍的計(jì)算公式

根據(jù)中華人民共和國原煤炭工業(yè)部制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中規(guī)定采空區(qū)地表最大下沉量、下沉周期、移動范圍的計(jì)算公式：

下沉10mm時(shí)為移動期開始的時(shí)間，連續(xù)六個(gè)月下沉值不超過30mm時(shí)，可認(rèn)為地表移動結(jié)束，從地表移動起開始到結(jié)束的整個(gè)時(shí)間稱為地表移動的延續(xù)時(shí)間。地下采煤地表移動延續(xù)時(shí)間的期限分為初始期、活躍期、衰退期三個(gè)階段，其中在移動過程的延續(xù)時(shí)間內(nèi)，地表下沉速度大于50mm/月（1.7mm/日，煤層傾角小于45°）或大于30mm/月（煤層傾角大于45°）的時(shí)間為活躍期。從地表移動期開始到活躍期開始階段稱為初始期，從活躍期結(jié)束到移動期結(jié)束稱為衰退期。各礦區(qū)匯返算參數(shù)總表見表1。

3實(shí)踐效果分析驗(yàn)證

參數(shù)經(jīng)推算確定后，我們再到礦井去驗(yàn)證，如大平礦，2010年5月通知鐵運(yùn)處：13071工作面要回采。按照推算的參數(shù)，預(yù)計(jì)該工作面上的鐵路最大下沉量.下沉波及范圍.治理周期等數(shù)據(jù)。經(jīng)18個(gè)月鐵路下沉治理穩(wěn)定后，預(yù)計(jì)的數(shù)據(jù)與實(shí)際發(fā)生的情況基本吻合。

4結(jié)語

經(jīng)過十幾年的礦區(qū)鐵路下沉治理，通過對下沉參數(shù)的討論.分析及下沉數(shù)據(jù)的預(yù)計(jì).驗(yàn)證，得出以下結(jié)論。

（1）線路下沉范圍和周期與開采深度成正比。

（2）線路最大下沉量與采高成正比。

（3）礦區(qū)鐵路下沉參數(shù)取定范圍：

1）最大下沉量參數(shù)q =0.5～0.8

2）下沉移動角α1=55°～ 68°

3）下沉周期參數(shù)K=1.7～3.0

5 建議

這些參數(shù)應(yīng)作為鄭州礦區(qū)鐵路治理下沉的依據(jù)。