嵩山煤矿关于赵城区域地表岩移沉降监测设计方案

2012-12-19邹雨霖

河南科技 2012年24期

邹雨霖

（河南煤化集团永华能源嵩山煤矿，河南偃师 471924）

随着嵩山煤矿2204 综采工作面的推进,即将推进至赵城水库附近下部，有可能对赵城水库附近农田及其他设施产生影响。因此,必须加强对赵城附近区域进行地表岩移沉降进行实时观测。依据在赵城区域设置不同的沉降观测点,结合下沉活跃情况按周期进行沉降观测,采取计算比较相对高差位移的方法,为合理布设工作面、制订建（构）筑物及河堤加固保护措施提供可靠的资料和沉降参数,指导相关的生产施工,解决水体下采煤安保煤柱的留设问题。

1 2204 工作面地质采矿条件

2204 工作面北临2202 工作面采空区，东部、西部及北部皆无采动影响，无村庄保护煤柱。本煤田可采煤层为二 1煤层，2204 工作面上方表土层厚度平均为84m，工作面设计简单，形状规整，受外界影响因素相对较少，但由于上方为赵城水库，地表移动观测站设计相对较难。夏季雨水相对较多，表土遇水较粘，对外业观测有一定影响，冬季冻土层较薄。

2 岩移沉降观测线位置的确定

2.1 设计参数的选取

为准确反映地表岩移情况，观测线应设置在能够达到充分采动的地表移动盆地的主断面上，故根据临近矿区地表移动规律选用设计参数。各参数的选取：

上山移动角γ=75°

上山移动角的修正值△γ=20°

下山移动角β=78°-0.6α

下山移动角的修正值△β=15°

走向移动角δ=75°

走向移动角的修正值△δ=20°

最大下沉角θ=90°-0.4α

松散层移动角ψ=45°

2.2 倾斜观测线位置的确定

D1≥（H0-h）cot（δ-△δ）+hcotψ

=（423-84）×cot（75°-20°）+84×cot45°=321.37m

式中 δ—走向移动角；

△δ—走向移动角的修正值；

H0—回采工作面平均开采深度；

h—松散层厚度；

Ψ—松散层移动角

参数根据临近矿区地表移动规律选用：

D2≥0.7H0=0.7×339=237.3m

为保证观测线设在移动盆地主断面上（因受赵城水库影响），D2取267m，即停采线向开切眼方向偏移267m 为倾向观测线位置。

2.3 走向观测线位置的确定

根据一般规律为使走向观测线建立在主断面上，用经验公式

θ=90°-kα

式中

α—为煤层平均倾角

θ—为最大下沉角

k—为系数

k 取0.4，α取15°，代入公式求的θ=84°

由公式 OM=H0×cotθ=423×cot84°=44.213m，取OM=44m

OM 为沿倾斜方向从工作面中心平移的距离，即为走向观测线位置。

2.4 观测线长度的确定

倾斜观测线长度的确定

AB=2hcotΨ+（H1-h）cot（β-△β）+（H2-h）cot（γ-△γ）+Lcosα=802.194m

取825m。

2.5 走向观测线长度的确定

由于走向观测线受地理条件限制故布设半条观测线：

GF=D2+hcotΨ+H0cot（δ-△δ）+100=688.37m

取700m。

2.6 地表岩移观测站示意图

3 岩移观测点的数目及密度的确定

在采动过程中，需要定期观测测点的空间位置，以反映地表点的移动情况。因此，测点的埋设深度应在本地区冻土深度以下0.5m，并保证它和土层密实固结，以使测点和地表一起移动。因本地区开采深度较深(平均深423m)，则各观测点的间距为30m。根据观测线的长度可以在工作区域内倾向观测线上设置测点27 个，依次编号为Q1、Q2…Qn。在走向观测线上设置测点23 个，依次编号为Z1、Z2、…Zn。