中岭公司21012工作面对应地表公路煤柱设计及采动影响分析

2016-09-06朱秀军贵州中岭矿业有限责任公司贵州纳雍553300

地球 2016年1期

关键词：采动煤柱煤层

■朱秀军(贵州中岭矿业有限责任公司贵州纳雍553300)

■朱秀军
(贵州中岭矿业有限责任公司贵州纳雍553300)

介绍了中岭公司21采区21012工作面对应地表公路保护煤柱设计的方法、依据和设计的结果，并对采动影响进行了分析。

采空区地表公路保护煤柱设计采动影响

0　目的和任务

中岭公司21012工作面对应地表西面有一乡村公路通过，该路为附近村镇主要公路，21012工作面因距地表较近，回采时会对该公路造成破坏，所以必须对该公路进行保护煤柱设计，确保回采时不影响该公路的正常使用。

1　地质概况

中岭公司位于贵州省纳雍县,隶属贵州水矿集团,由贵州煤矿设计院设计,21采区设计能力为100万t/a,采用平峒开拓。21012工作面位于21采区东翼。平均走向长565m，平均倾向长202m，地质储量346000吨，所采煤层为1#煤层，平均煤厚2.0m,煤层平均倾角14度。下方为本矿21061、21082工作面（已回采结束），南为本矿21014工作面（因断层影响，已结束回采），西南为21041工作面（已回采结束）西部为煤层露头，没有布置工作面。详见图1（井上下对照图）。

2　设计内容

（1）本设计按三级线路进行保护，即公路围护带按10m设计，公路本身5m宽，被保护对象总宽25m.

图1　

本设计采用的基岩移动角（β、γ、δ）借鉴水城矿区其它煤矿参数，考虑到公路所处地形山势较陡，21012工作面回采后可能有滑坡危险，且工作面位置在公路上山方向，按照规定基岩移动角应减小20°而变成（β＇、γ＇、δ＇），具体数值见表1。

表1　

在煤层底板等高线图上沿公路垂直方向和、公路方向和回巷做剖面，编号见表2。

因公路走向与煤层走向斜交,应根据基岩移动角（β＇、γ＇、δ＇）求得垂直于受保护边界线方向（伪倾斜方向）的上山方向移动角γ0和下山方向移动角β0，然后再确定保护煤柱。γ0和β0用下式计算：

求得的数据见表2。

表2　

表2中,H为公路中心线与煤层的垂距，α'为公路方向煤层伪倾角。

因21012工作面在公路南侧，本设计只需求出公路南侧保护边界即可。

按表2的有关数据，在各剖面图上，求出煤柱边界点把各点投影到图1上，用曲线连接，就是公路南侧的煤柱边界。

（2）、沿21012回巷垂直方向以一定间距作5条剖面，在每个剖面上沿上山方向移动角β0分别相交地表5个点，用曲线连接，就是21012工作面回采后在上山方向的影响边界。其与公路保护煤柱的交点，就是21012工作面停采线位置。即21012回巷口向东188m处停采。

3　采动影响分析

（1）以上虽然对21012工作面对应地表的公路进行了保护煤柱设计及停采线的预计，但考虑到21012对应地表地貌的复杂性，该保护煤柱及停采线只能保护公路本身不受地表沉降及变形影响，并不能保证公路不受山体塌方影响。因为该公路为傍山险路，路东为几乎垂直的山体，由图中可知，1#煤层采后影响范围基本都已越过山脊，影响边界大多位于公路东侧上方的崖体上，若崖体发生沉降和变形，虽然未影响公路，但有可能造成公路上方崖壁滑坡、崩崖等地质灾害，从而堵塞公路或对行人造成安全隐患。

（2）21012工作面下伏6#煤层21061工作面（2007年6月回采结束）、8#煤层21082工作面（2010年9月回采结束）均已回采，至今已两年有余，未发现对公路及山体造成太大影响，6#、8#煤层埋深较深（1#煤层与6#煤层层间距平均为55m,6#煤层与8#煤层层间距平均为22m，21012回巷平均埋深174米,21061回巷平均埋深213米，21082回巷平均埋深245米），对地表影响较小，即使有些影响，两年来可能地层内部变化已趋于平衡，而1#煤层在21012回巷开口处距地表仅80米，埋深较浅,采动后将重新扰动该地区地层变化，破坏以前的平衡状态，对地表影响可能更大，造成严重后果。