矿井开采对地面厂房影响分析

摘 要：通过地表移动变形计算，得出地面厂房受开采影响情况，并与实际观测数据对比，判断移动变形是否结束。

关键词：地表移动变形；厂房；影响分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.063

1 问题的提出

珲春市天盛墙体材料有限责任公司砖厂生产车间自2014年以来，开始出现墙体开裂、基础下沉等情况。由于该厂房位于英安煤矿井田范围内，厂房附近近3年内均有采区开采，判断该厂房出现的墙体开裂、基础下沉等情况是由矿井开采造成。为了解和掌握厂房受开采的影响程度和影响延续时间，本文综合应用地表移动与变形理论，对矿井正常开采时地表移动与变形进行了预计，同时与实际观测数据对比，判断移动变形是否结束。

2 地质采矿条件

英安煤矿内发育的珲春组煤系地层厚度120m～860m，平均厚度540m。可采煤层15层，可采煤层总厚度21.52m，平均厚度3.53m，煤层单层厚度0.8m～3.70m，平均厚度1.05m，可采煤层含煤系数为3.98%。

矿井各煤层顶、底板和井巷围岩均为不稳定的软岩，顶板不稳定，底板和井巷易变形，矿井工程地质条件属于软弱岩层为主的复杂型矿床。

矿井为三条斜井开拓方式，采煤方法为倾斜长壁式后退式，采用综合机械化采煤工艺。

3 地表移动变形预计对象及范围

（1）预计对象。预计对象为砖厂生产车间，厂房结构为轻钢结构、砖围护，钢筋混凝土独立基础，厂房长度165.7m、宽度60.8m。

（2）预计范围。预计开采影响的井下范围为厂房附近近3年的开采工作面，三个工作面分别是：12801工作面、83201工作面、83301工作面。

4 地表移动和变形预计

地表移动和变形预计采用 “三下”开采规程中给出的任意剖面上地表移动和变形的概率积分公式。

将三个采煤工作面按移动和变形计算数学模型的要求，用割补的划分为3个矩形开采块段，称其为等价采面，在此基础上按现采面附近的地质、采矿条件（煤层倾角、采深等）推算上述3个等价采面的参数。地表移动参数用类比法参照“三下”开采规程选取。

地表移动计算按概率积分公式及上述选择的参数，借助编制的专业程序进行。本次计算的3个采煤工作面已开采结束，因此以计算了3个采煤工作面开采叠加影响，绘制沿厂房4面墙体的移动变形曲线剖面图，同时计算了厂房4个角点沿长轴与短轴两个方向的移动变形值。4个角点移动变形值见表1。

厂房长轴方向2、4角点墙体的移动变形曲线见图1。

5 厂房下沉值观测与预测值对比分析

厂房4号角点各月份观测值见表2。

根据观测数据，2月累计下沉量为0.254m，3月累计下沉量为0.359m，4月累计下沉量为0.403。根据地表移动变形预计计算结果，4号角点最终下沉量为0.528m，剩余下沉量为0.125m。

根据观测结果分析，3月份为地表移动活跃期，4月份已进入衰退期，按4月份下沉速度计算，估算剩余下沉时间约为3个月。

6 结论

（1）根据地表移动变形预计结果，该厂房受开采损害较大，最终可达Ⅳ级变形，故厂房砖墙出现多条裂缝，与实际基本吻合。

（2）预计厂房最大下沉值约为0.528m，厂房剩余下沉量≤0.125m，预计地表移动变形仍可延续3个月左右时间。建议对厂房移动变形观测继续进行，如连续6个月下沉值不超过30mm时，可认为地表移动期结束。

參考文献：

[1]刘宝琛，廖国华.煤矿地表移动的基本规律[M].北京：中国工业出版社，1965.

[2]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[M].北京：煤炭工业出版社，2000.

作者简介：石振东（1982-），男，吉林长春人，本科，工程师，研究所所长，副主任，主要从事矿井设计及 “三下”开采设计。endprint