常樂堡煤礦非充分開采地表沉陷預(yù)測(cè)參數(shù)確定實(shí)踐

【摘 要】：本文通過對(duì)比經(jīng)驗(yàn)公式，并結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，確定了常樂堡煤礦非充分開采地表沉陷預(yù)測(cè)參數(shù)，為項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)及水土流失防治提供合理、有效的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】：條帶式開采；地表沉陷；預(yù)測(cè)

1、 前言

煤礦開采形成的地表沉陷，可對(duì)地貌造成毀壞，甚至可形成采動(dòng)裂隙，對(duì)地下含水層造成破壞，從而引起地下水位下降，降低土壤質(zhì)量與可利用性，土壤中生物的生存條件破壞，生物量減少，最終造成土壤生產(chǎn)力降低或喪失，加劇礦區(qū)土地水土流失和土地沙化災(zāi)害。因此做好井采礦地表沉陷預(yù)測(cè)，對(duì)井采礦環(huán)境影響評(píng)價(jià)及水土流失防治具有重要意義。

本文通過對(duì)比分析，并結(jié)合周邊煤礦實(shí)測(cè)沉陷數(shù)據(jù)，確定常樂堡煤礦地表沉陷預(yù)測(cè)參數(shù)。

2 、常樂堡煤礦概況

常樂堡井田位于榆林市城東北方向14km處，行政區(qū)劃屬榆陽區(qū)牛家梁鎮(zhèn)管轄，井田西南-東北長(zhǎng)約4.1～5.8km，東南-西北寬4.7km，面積17.0311km2，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2Mt/a。為保護(hù)水源地不被破壞，同時(shí)盡可能提高煤炭回收率，減少資源損失，設(shè)計(jì)對(duì)3號(hào)煤實(shí)施“連續(xù)采煤機(jī)長(zhǎng)壁系統(tǒng)條帶采煤”的方法，“采12留8”，用金屬錨桿維護(hù)采空區(qū)頂板。全井田劃分2個(gè)盤區(qū)，分別為一、二盤區(qū)。礦井首采區(qū)為一盤區(qū)。開采區(qū)3號(hào)煤層埋深79.1～96.7m，煤層厚度為5.98～7.66m，煤層傾角小于1°。

3、地表沉陷預(yù)測(cè)

（1）預(yù)測(cè)方法及模式

根據(jù)本井田的煤層賦存條件和井田開拓與井下開采方式等資料，預(yù)測(cè)采用國(guó)家煤炭局《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》中推薦的概率積分法最大值預(yù)測(cè)方法，模式如下：

（2）有關(guān)參數(shù)的選取

①在充分采動(dòng)條件下參數(shù)的選取

通常根據(jù)原國(guó)家煤炭工業(yè)局制定《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“按覆巖性質(zhì)區(qū)分的地表移動(dòng)一般參數(shù)綜合表”，同時(shí)結(jié)合礦區(qū)鄰近礦井地表沉陷預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，確定充分采動(dòng)條件下巖移參數(shù)。常樂堡井田地表沉陷有關(guān)參數(shù)詳見表1，預(yù)測(cè)結(jié)果詳見表2。

②在非充分采動(dòng)條件下參數(shù)的選取

和充分采動(dòng)相比，非充分采動(dòng)下沉系數(shù)、地表變形水平移動(dòng)系數(shù)、沉陷持續(xù)時(shí)間等都有大幅減小，我國(guó)學(xué)者在分析實(shí)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)條帶開采（非充分采動(dòng)）與充分采動(dòng)地表移動(dòng)變形參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)分析，建立了兩個(gè)預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式，并被廣泛應(yīng)用，公式如下：

4、 參數(shù)確定

結(jié)合同屬榆神礦區(qū)的薛廟灘煤礦實(shí)測(cè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，確定常樂堡煤礦采用參數(shù)。

薛廟灘井田位于常樂堡井田西北11.7km處，與常樂堡煤礦均屬榆神礦區(qū)一期規(guī)劃區(qū)，開采煤層為3號(hào)煤，煤層埋深135.42～244.08m，煤層厚度為4.11～6.20m，煤層傾角小于1°。采取長(zhǎng)壁條帶式開采，采留比為28：30。根據(jù)西安科技大學(xué)2013年5月編制的《薛廟灘煤礦30201工作面開采地表與巖層移動(dòng)觀測(cè)研究》實(shí)際觀測(cè)，地表實(shí)際下沉值小于130mm，松散層邊界角為45°，基巖走向邊界角為67°，下沉系數(shù)為0.03，水平移動(dòng)系數(shù)為0.258。

綜合對(duì)比考慮，公式二與實(shí)測(cè)值更接近，故常樂堡煤礦地表沉陷預(yù)測(cè)參數(shù)計(jì)算選擇公式二。

結(jié)論

通過對(duì)比經(jīng)驗(yàn)公式，并結(jié)合礦區(qū)內(nèi)煤礦實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合確定地表沉陷預(yù)測(cè)參數(shù)，使預(yù)測(cè)結(jié)果更可靠、合理，為環(huán)境影響評(píng)價(jià)及水土流失防治工作提供更為合理、有效的依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：湛景武，男，工程師，主要從事水土保持和環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作。