李寶元

（山西焦煤集團(tuán)礦業(yè)管理有限公司，山西 太原 030053）

上層煤回采后重復(fù)開(kāi)采下層煤時(shí)地表巖層移動(dòng)參數(shù)分析

李寶元

（山西焦煤集團(tuán)礦業(yè)管理有限公司，山西 太原 030053）

經(jīng)對(duì)東曲礦14402工作面巖層移動(dòng)觀測(cè)站的觀測(cè)、分析，總結(jié)了上層煤回采后重復(fù)開(kāi)采下層煤時(shí)地表巖層的移動(dòng)規(guī)律和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能為今后煤礦村莊保護(hù)煤柱的留設(shè)提供了寶貴的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

重復(fù)開(kāi)采；保護(hù)煤柱；巖層移動(dòng)；參數(shù)

1 項(xiàng)目的提出

山西焦煤集團(tuán)西山礦區(qū)多年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐中，積累了豐富的巖層移動(dòng)資料，但是隨著2號(hào)煤資源的枯竭、4號(hào)煤的開(kāi)采，按照《西山礦務(wù)局村莊保護(hù)煤柱留設(shè)規(guī)程》（試行）留設(shè)的村莊保護(hù)煤柱出現(xiàn)了不同程度的問(wèn)題，部分煤柱的維護(hù)帶出現(xiàn)了裂縫，這就需對(duì)2號(hào)煤回采后，4號(hào)煤復(fù)采時(shí)的巖層移動(dòng)參數(shù)的加強(qiáng)研究。結(jié)合原有巖層移動(dòng)資料，綜合分析巖層移動(dòng)參數(shù)，找出各種因素對(duì)移動(dòng)過(guò)程的影響規(guī)律；再將這種規(guī)律運(yùn)用到解決開(kāi)采沉陷問(wèn)題的實(shí)踐中去，使之進(jìn)一步完善與深化，為村莊保護(hù)煤柱留設(shè)提供更可靠的數(shù)據(jù)，以利于提高煤炭資源的回收率。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

2.1 工作面地質(zhì)概況

14402工作面是東曲礦第一個(gè)4號(hào)煤工作面，上覆12402工作面采空區(qū)。4號(hào)煤直接底為粉砂巖，厚2.75m。偽頂為炭質(zhì)泥巖，厚0.2m。直接頂為細(xì)砂巖，厚10.6 m～11.6m。地面標(biāo)高1 210m～1 336m，工作面底板標(biāo)高968 m～1 026 m，蓋山厚度184 m～340m，地面小部分地段覆蓋第二系黃土，厚0 m～30m，大部分地段為裸露基巖和風(fēng)化堆積場(chǎng)。從掘進(jìn)揭露的幾個(gè)斷層看，均為小斷層，預(yù)計(jì)不會(huì)對(duì)地表移動(dòng)形態(tài)產(chǎn)生明顯影響。14402工作面為綜采工作面，采煤方法為傾斜長(zhǎng)壁，頂板自然垮落。

2.2 觀測(cè)站設(shè)計(jì)

1）設(shè)置觀測(cè)站的目的：建立14402工作面地表巖層移動(dòng)觀測(cè)站，主要求取上層煤采空后重復(fù)開(kāi)采下層煤時(shí)的巖層移動(dòng)角和邊界移動(dòng)角，為村莊保護(hù)煤柱的留設(shè)提供準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)，

2）觀測(cè)線的布置：依據(jù)《西山礦區(qū)村莊保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)規(guī)程》（試行）進(jìn)行。依開(kāi)采深度和煤層傾角確定：β=Υ=б=72°。最大下沉角為：W=90±0.6α，充分采動(dòng)角為：Ψ3=61°，調(diào)整角為22°，松散層移動(dòng)角為45°。

每條觀測(cè)線的外端設(shè)置兩個(gè)控制點(diǎn)，即總共布設(shè)四個(gè)控制點(diǎn)，四個(gè)控制點(diǎn)互相通視，且與最外側(cè)觀測(cè)點(diǎn)距離不小于50 m，控制點(diǎn)在開(kāi)采影響范圍之外。考慮到觀測(cè)站地表地形條件及建站目的，觀測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)間距分兩部分考慮，位于充分采動(dòng)區(qū)內(nèi)的點(diǎn)間距為30m。位于非充分采動(dòng)區(qū)內(nèi)的點(diǎn)間距為20m，以求全面觀測(cè)采動(dòng)影響過(guò)程。

3）觀測(cè)站的觀測(cè)：采用topcon-211D型全站儀進(jìn)行觀測(cè)，由于受山區(qū)地形條件限制，采用主、副點(diǎn)觀測(cè)方案。并且采用光電高程導(dǎo)線的方法，一次求取各點(diǎn)的三維坐標(biāo)。根據(jù)建站目的，本觀測(cè)站共進(jìn)行6次全面觀測(cè)：工作面回采前觀測(cè)兩次，以確定各測(cè)點(diǎn)的原始三維坐標(biāo)；回采過(guò)程中觀測(cè)兩次，以觀測(cè)移動(dòng)情況；采動(dòng)穩(wěn)定后觀測(cè)兩次，求取有關(guān)移動(dòng)參數(shù)。觀測(cè)時(shí)間間隔為1個(gè)月。

2.4 觀測(cè)成果的整理

每次外業(yè)觀測(cè)完后，要對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，符合要求后對(duì)各主點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算，取得各主點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后計(jì)算各副點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)各次觀測(cè)與首次觀測(cè)之間各測(cè)點(diǎn)的空間位置變化，全面取得各測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)空間向量，最終繪制各次觀測(cè)的下沉曲線圖，求取有關(guān)的巖層移動(dòng)參數(shù)。

經(jīng)過(guò)資料分析，取得如下巖層移動(dòng)角：β=66°，γ=64°，δ=64°。小于《西山礦務(wù)局村莊保護(hù)煤柱留設(shè)規(guī)程》（試行）規(guī)定的β=γ=б=72°。

3 結(jié)論

經(jīng)對(duì)14402工作面巖層移動(dòng)觀測(cè)站的觀測(cè)、分析，我們得出了以下有意義的經(jīng)驗(yàn)：

1）開(kāi)采上層煤時(shí)上覆巖層已經(jīng)冒落、斷裂、彎曲并最終穩(wěn)定，但是巖層的結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到破壞。重復(fù)開(kāi)采下層煤時(shí)必將影響地表巖層移動(dòng)，而使井下開(kāi)采波及到地表更大的范圍，留設(shè)保護(hù)煤柱時(shí)在一定程度上可將上覆巖層視為松散層，尤其是下層煤開(kāi)采范圍大于上層煤開(kāi)采范圍時(shí)。

2）在兩層煤間距很小時(shí)，重復(fù)開(kāi)采下層煤必然使頂板冒落，并和上層煤采空區(qū)連成一個(gè)整體。因此，分析巖層移動(dòng)規(guī)律時(shí)可將兩層煤及層間巖層統(tǒng)一看作采高來(lái)對(duì)待。

Abstract:Through the observation and analysis of rock movement observation station at No.14402 working face of Dongqu Mine,the study summarizes the surface rock movement law and practice experience in the repeated mining of lower coal after upper coal mining,which provides precious basic data for the future layout of building protection coal pillars under villages.

Key words:repeated mining;protection coal pillars;rock movement;parameter

編輯：劉新光

Parameter Analysis on Surface Rock Movement in the Repeated Mining of Lower Coal after Upper Coal Mining

LI Bao-yuan

(Mining Industry Management Co.,Shanxi Coking Coal Group,Taiyuan Shanxi 030053,China)

TD325+.4

A

1672-5050（2010）09-0059-02

2010-07-23

李寶元（1973—），男，山西廣靈人，本科，工程師，主要從事地質(zhì)測(cè)量工作。