浅析赵楼煤矿回采3 煤地表移动规律

徐强国 朱 荣 张 辉

（兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿，山东 菏泽 274705）

赵楼煤矿表土层平均厚度达650 m，矿井开采深度900～1100 m，目前国内外对这种巨厚表土层、大采深条件下的开采沉陷规律研究较少[1]。在矿井各类保护煤柱留设及建筑物、河堤下采煤时，开采沉陷预测及参数的选取存在盲目性[2]。通过对赵楼煤矿四个工作面地表移动观测站资料的整理分析，得出了赵楼煤矿巨厚表土层的一般规律。

1 工作面概况

1304 工作面成刀把形状，走向长882～1159 m，倾向长152～206 m，开采厚度为4.81 m，煤层倾角4°，采用综放开采，开采时间为2010 年9 月—2012 年8 月25 日。从2010 年6 月25 日—2012 年9 月15 日高程观测共计24 次，水平观测共计4 次。

1306 工作面走向长1091～1139 m，倾向长195 m，开采厚度为5.7 m，煤层倾角4°，采用综放开采，开采时间为2012 年1 月—2013 年1 月24 日。从2012 年1 月4 日—2013 年3 月14 日高程观测共计12 次，水平观测共计3 次。

3303 工 作 面 走 向 长796～896 m， 倾 向 长106～200 m，开采厚度为5.6 m，煤层倾角4°，采用综放开采，开采时间为2015 年01 月—2015 年12 月10 日。从2015 年1 月25 日—2017 年2 月18日高程观测共计15 次，水平观测共计4 次。

5302 工作面走向长1388 m，倾向长250 m，开采厚度为6.55 m，煤层倾角4°，采用综放开采，开采时间为2015 年10 月—2017 年6 月15 日。从2015 年1 月25 日—2017 年6 月15 日高程观测共计21 次，水平观测共计4 次。

2 地表动态参数分析

通过对赵楼煤矿1304、1306、3303、5302 四个工作面的观测数据进行处理分析，获得了赵楼煤矿的一般地表规律，具体如下：

（1）表1 为1304、1306、3303、5302 工作面的地表动态参数统计表。

① 由表1 各个工作面的地表移动延续时间可以看出[3]：开始阶段的时间变化较大，变化范围为0～131 d，平均为49 d；活跃阶段为230～357 d，在剔除5302 观测站数据的情况下，变化范围为230～246 d，平均为239 d。

② 由表1 各个工作面的起动距可以看出：起动距变化范围为0.011H0～0.103H0，平均为0.06H0。

③ 由表1 各个工作面的超前影响角可以看出[4]：超前影响角变化范围为59.02°～63.51°，平均60.87°。

④ 由表1 各个工作面的最大下沉角可以看出：赵楼煤矿最大下沉角变化范围为87.5°～88.4°，平均87.62°，为90°-0.6α。

表1 地表动态参数统计表

（2）表2 为各个工作面的采宽、采深、采厚、最大下沉速度表。由表2 可建立最大下沉速度与采厚、采宽、采深关系式[5]，如下：

表2 各个工作面的采宽、采深、采厚、最大下沉速度表

式中：M为采厚，m；D为采宽，m；H0为平均开采深度，m。

从上式可以看出：最大下沉速度与采厚、采宽采深比成线性正比关系，即随着采厚增加、采宽采深比增加，最大下沉速度增大。

（3）表3 为各个工作面的最大下沉速度滞后角统计表。由表3 可以看出：最大下沉速度滞后角变化范围为80.39°～83.07°，平均81.87°。

由表3 可建立最大下沉速度滞后角与工作面推进速度、采深关系式，如下：

表3 最大下沉速度滞后角表

式中：Vg为工作面推进速度，m/d；H0为平均开采深度，m。

从上式可以看出：最大下沉速度滞后角与工作面推进速度、采深成线性正比关系，即随着工作面推进速度增加、采深增加，最大下沉速度滞后角增大。

（4）从表4 中可以看出赵楼煤矿拐点偏移距变化为0.006 25H0～0.029 75H0，除去5302 观测站资料外，其变化范围0.017 5H0～0.029 75H0，平均为0.025H0。根据表中数据得到赵楼煤矿拐点距与表土基岩厚度比关系为：

表4 拐点偏移距统计表

式中：S为拐点偏移距；h为表土层厚度，m；H0为平均开采深度，m。

从上式可以看出，赵楼煤矿拐点偏移距随着表土层厚度的增大而减小。

3 结论

通过对赵楼煤矿1304、1306、3303、5302 工作面地表移动参数的分析得出了赵楼煤矿地表动态参数变形规律。

（1）赵楼煤矿工作面开始阶段大约为49 d，活跃阶段大约为239 d，起动距大约为0.06H0，超前影响角大约为60.75°，最大下沉角大约为90°-0.6α。

（2）赵楼煤矿最大下沉速度随着采厚和采宽采深比的增加而增大，最大下沉速度滞后角随着工作面推进速度和采深的增加而增大，拐点偏移距随着表土层厚度的增大而减小。