對(duì)鑫鑫煤礦井工開采對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響的評(píng)價(jià)

侯殿坤于 濤

（1內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院副教授，包頭 內(nèi)蒙古 014000；2內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)工程專業(yè)，包頭 內(nèi)蒙古 014000）

1 露天礦邊坡下方井工開采是一個(gè)普遍存在的問題，目前我國(guó)已開發(fā)的露天煤礦大都是傾斜或緩傾斜礦體,根據(jù)礦山開采的經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求,露天礦的開采范圍僅限于礦體的淺部,而深部不適合露天開采的礦體部分則要由井工開采完成,這樣就出現(xiàn)了露天礦境界外邊坡下方井工開采的問題。因此揭示邊坡下井采對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的內(nèi)在規(guī)律是一個(gè)非常重要和急待解決的問題。

2 鑫鑫煤礦開采技術(shù)條件

該礦開采煤層為孫家灣層群和中間層，截止2002年末保有地質(zhì)儲(chǔ)量187.3千噸，其中基礎(chǔ)儲(chǔ)量（111b）156.8千噸，（2M11）30.5千噸，2003—2004年動(dòng)用中間層0千噸，中間層81.7千噸，中間下層11千噸，剩余42千噸。2005年因阜新礦業(yè)集團(tuán)“2.14”事故停產(chǎn)，遼西分局審批的技改工程，巷修工程，未進(jìn)行回采。鑫鑫煤礦可采煤層開采技術(shù)條件如下表2-1所示

表2-1 鑫鑫煤礦可采煤層開采技術(shù)條件

3 鑫鑫煤礦因井工開采造成的地表移動(dòng)、變形預(yù)計(jì)分析方法

鑫鑫煤礦上覆巖層性質(zhì)為中硬，煤層為緩傾斜，緩傾斜煤層開采后地表沉陷規(guī)律基本符合隨機(jī)介質(zhì)理論，采取類比地質(zhì)采礦條件相近的礦區(qū)（五龍煤礦）地表移動(dòng)參數(shù)及該礦地表移動(dòng)、變形結(jié)果分析方法，確定鑫鑫煤礦地表移動(dòng)、變形。

采取類比地質(zhì)采礦條件相近的礦區(qū)（五龍煤礦）地表移動(dòng)參數(shù)及該礦地表移動(dòng)、變形結(jié)果分析方法，確定鑫鑫煤礦地表移動(dòng)、變形概率積分法計(jì)算參數(shù)，見鑫鑫煤礦采煤沉陷程度計(jì)算概率積分法參數(shù)表2-2所示

表2-2 鑫鑫煤礦開采沉陷概率積分法參數(shù)表

根據(jù)阜新鑫鑫煤礦開采技術(shù)條件及概率積分法參數(shù)預(yù)計(jì)6個(gè)分煤層為孫中層、中間層、中間下層、太平下層、高德一層、高德二層全部開采后引起的地表移動(dòng)、變形最大值如表2-3所示

表2-3 全部開采后引起的地表移動(dòng)和變形最大值

4 采動(dòng)坡體穩(wěn)定性預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)《規(guī)程》附錄十一采動(dòng)坡體穩(wěn)定性預(yù)測(cè)方法,海州露天煤礦和鑫鑫煤礦提供的資料，在礦區(qū)范圍中部選擇最危險(xiǎn)截面，并依據(jù)資料最終以E8剖面為最危險(xiǎn)截面，邊坡下各煤層賦存情況如剖面圖4-1所示

由于礦區(qū)范圍內(nèi)煤層均為逆傾巖層（相對(duì)露天礦南幫邊坡），根據(jù)開采煤層的不同，假設(shè)危險(xiǎn)圓弧形滑面（實(shí)際沒有滑面），以全部煤層開采后做出圓弧形滑面，如圖4-2所示。

圖4-2 鑫鑫煤礦邊坡穩(wěn)定計(jì)算圖危險(xiǎn)滑移面

根據(jù)圖進(jìn)行了采動(dòng)影響下露天礦邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，得到露天礦邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果為：鑫鑫煤礦開采后，影響露天礦局部坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系數(shù)為K=1.4，煤層開采后坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系數(shù)K＞1，露天礦邊坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是,在E18剖面上有太平中部一號(hào)斷層的存在，有可能影響局部邊坡的穩(wěn)定性。

表4-3 開采影響坡體穩(wěn)定性預(yù)計(jì)參數(shù)

結(jié)論

預(yù)計(jì)6個(gè)分煤層為孫中層、中間層、中間下層、太平下層、高德一層、高德二層全部開采后引起的地表移動(dòng)和變形最大值為：地表下沉最大值為3.024m，最大水平移動(dòng)為1.168m，最大水平變形 10.06、-23.52mm/m，最大傾斜變形值為30.7mm/m，最大曲率變形為+0.39、-0.74×10-3/m。其移動(dòng)及影響范圍如附圖所示。在其影響范圍內(nèi)的地表產(chǎn)生了移動(dòng)和變形，形成下沉盆地，對(duì)地表產(chǎn)生一定的影響。

由于鑫發(fā)煤礦井田范圍在露天礦的南幫邊坡下，根據(jù)《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》附錄十一采動(dòng)坡體穩(wěn)定性預(yù)測(cè)方法及阜新鑫鑫煤礦所提供資料、圖紙給定的條件下進(jìn)行了采動(dòng)坡體穩(wěn)定性預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)井田可采6個(gè)分煤層為孫中層、中間層、中間下層、太平下層、高德一層、高德二層全部開采后，影響范圍內(nèi)的開采坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系數(shù)大于1.4，坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系數(shù)均大于1。因此，在上述條件下，開采影響范圍內(nèi)的露天礦邊坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是,在E18剖面上有太平中部一號(hào)斷層的存在，在開采的影響下，有可能影響局部邊坡的穩(wěn)定性。

建議在地下開采后對(duì)邊坡及地表進(jìn)行巡視、設(shè)立監(jiān)測(cè)措施，維持邊坡穩(wěn)定，減少滑坡災(zāi)害。

[1]中科院武漢巖土所.巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究與計(jì)算方法[M].北京：科學(xué)出版社1981.

[2]金連生.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[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2000.

[3]何國(guó)清，楊倫等.礦上開采沉陷學(xué)[J].北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1991.