常乐堡煤矿非充分开采地表沉陷预测参数确定实践

【摘 要】：本文通过对比经验公式，并结合实测数据，确定了常乐堡煤矿非充分开采地表沉陷预测参数，为项目环境影响评价及水土流失防治提供合理、有效的依据。

【关键词】：条带式开采；地表沉陷；预测

1、 前言

煤矿开采形成的地表沉陷，可对地貌造成毁坏，甚至可形成采动裂隙，对地下含水层造成破坏，从而引起地下水位下降，降低土壤质量与可利用性，土壤中生物的生存条件破坏，生物量减少，最终造成土壤生产力降低或丧失，加剧矿区土地水土流失和土地沙化灾害。因此做好井采矿地表沉陷预测，对井采矿环境影响评价及水土流失防治具有重要意义。

本文通过对比分析，并结合周边煤矿实测沉陷数据，确定常乐堡煤矿地表沉陷预测参数。

2 、常乐堡煤矿概况

常乐堡井田位于榆林市城东北方向14km处，行政区划属榆阳区牛家梁镇管辖，井田西南-东北长约4.1～5.8km，东南-西北宽4.7km，面积17.0311km2，设计生产能力为1.2Mt/a。为保护水源地不被破坏，同时尽可能提高煤炭回收率，减少资源损失，设计对3号煤实施“连续采煤机长壁系统条带采煤”的方法，“采12留8”，用金属锚杆维护采空区顶板。全井田划分2个盘区，分别为一、二盘区。矿井首采区为一盘区。开采区3号煤层埋深79.1～96.7m，煤层厚度为5.98～7.66m，煤层倾角小于1°。

3、地表沉陷预测

（1）预测方法及模式

根据本井田的煤层赋存条件和井田开拓与井下开采方式等资料，预测采用国家煤炭局《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中推荐的概率积分法最大值预测方法，模式如下：

（2）有关参数的选取

①在充分采动条件下参数的选取

通常根据原国家煤炭工业局制定《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中“按覆岩性质区分的地表移动一般参数综合表”，同时结合矿区邻近矿井地表沉陷预测经验，确定充分采动条件下岩移参数。常乐堡井田地表沉陷有关参数详见表1，预测结果详见表2。

②在非充分采动条件下参数的选取

和充分采动相比，非充分采动下沉系数、地表变形水平移动系数、沉陷持续时间等都有大幅减小，我国学者在分析实测资料的基础上，对条带开采（非充分采动）与充分采动地表移动变形参数之间的关系进行了系统分析，建立了两个预测经验公式，并被广泛应用，公式如下：

4、 参数确定

结合同属榆神矿区的薛庙滩煤矿实测参数进行对比分析，确定常乐堡煤矿采用参数。

薛庙滩井田位于常乐堡井田西北11.7km处，与常乐堡煤矿均属榆神矿区一期规划区，开采煤层为3号煤，煤层埋深135.42～244.08m，煤层厚度为4.11～6.20m，煤层倾角小于1°。采取长壁条带式开采，采留比为28：30。根据西安科技大学2013年5月编制的《薛庙滩煤矿30201工作面开采地表与岩层移动观测研究》实际观测，地表实际下沉值小于130mm，松散层边界角为45°，基岩走向边界角为67°，下沉系数为0.03，水平移动系数为0.258。

综合对比考虑，公式二与实测值更接近，故常乐堡煤矿地表沉陷预测参数计算选择公式二。

结论

通过对比经验公式，并结合矿区内煤矿实测数据，综合确定地表沉陷预测参数，使预测结果更可靠、合理，为环境影响评价及水土流失防治工作提供更为合理、有效的依据。

【参考文献】：

[1]张庆伟. 地表沉陷的危害及控制措施[J]. 河南机电高等专科学校学报，2007（15）4.

[2]国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[M].北京：煤炭工业出版社，2000.

[3]郭文兵，邓喀中，邹友峰. 条带开采地表移动参数研究[J]. 煤炭学报，2005（30）2.

[4]西安科技大学，薛庙滩煤矿30201工作面開采地表与岩层移动观测研究[R]，2013.5.

作者简介：湛景武，男，工程师，主要从事水土保持和环境保护相关工作。