地表沉陷岩移观测研究报告(4)

2019-04-14 23:20

二、地表移动变形分布规律 1.走向线主剖面变形特征

因工作面推进距离原因,走向线未达到充分采动,接近于临界充分采动位置,今后根据推采进度继续进行观测分析。

2.倾向线主剖面变形特征

从倾向线的移动变形曲线上看,两者变形基本上为对称型,在两端地面下沉变化都比较平缓,但在拐点附近变化陡急。最大变形值相差也较小。从图形分布看大体符合常规。

三、地表移动稳定后的角量参数 1.移动角

利用主剖面上实测到的倾斜曲线、曲率曲线、水平变形曲线,分别求出移动盆地外边界i=3mm/m、K=0.2×10-3/m、ε=2mm/m的点,取其中最外边一个点,将松散层移动φ方向投引到松散层与基岩的接触面上,再与采空区边界连线,则该线与水平线在煤柱一侧的夹角,即为新求移动角。如矿区无松散层移动角时,一般取松散层移动角45°。在5201工作面具体条件下,如用φ=45°来求基岩移动角.所求基岩移动角均大于90°。故只能不分松散层和基岩层求综合移动角。

2.边界角与裂缝角

以地表下沉为10mm的位置为边界点,与采空边界连线在煤柱一侧和水平线所成夹角便是综合边界角:而裂缝角仍指在充分采动或接近充分采动的情况下,采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界的连线与水平线之间在煤柱一侧的夹角。

3.充分采动角与最大下沉角

充分釆动角指在充分采动情况下,移动盆地主断面上盆地平底边缘和工作面边界的连线与煤层之间在采空区内侧的夹角(ψ)。

最大下沉角(θ)指在移动盆地的倾斜主断面上,采空区中点与地表最大下沉点的连线与水平线之间在下山方向的夹角。5201工作面煤层倾角α=5.5°,缓倾斜煤层。按《三下规程》中硬覆岩公式θ=90-(0.6~0.7) α计算,θ值在86°42/-86009/ 之间,故取θ≈86025/。

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按上述方法求得各主断面综合移动角、综合边界角、裂缝角、充分采动角,列于表2-5。

表2-5 5201工作面地表移动参数成果表

观测线 角别 综合 移动角 综合 δ0 边界角 裂缝角 充分 ψ3 采动角 最大 θ 下沉角 说明 最大下沉移动角θ,按规程覆岩中硬岩公式θ=90-(0.6-0.7)a计算,故5201工作面θ=8625 0/走向线 δ 66 β 下山 倾斜线 上山 γ 69 69 β0 β// ψ1 69 63 γ0 γ// ψ2 69 69 δ// 8625 0/

四、松散层和基岩层移动角的确定

5201工作面煤层倾角很小,局部地区很难区分走向和倾斜方向,为此将所求得的综合移动角按走向移动角取平均值,将求得的平均值和平均值误差列于表2-7。

表2-7 按走向求移动角平均值统计表

走向 综合移动角δ 综合边界角δ裂缝角δ// 充分采动角ψ 0 平均值 660 690 690 除裂缝角误差较大外,其它平均值误差都在±20左右。故具备用解析法求松散层移动角φ的条件。

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δ

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图 基岩移动角的求取模型

0???,在此依54536益民矿区开采过程的地表测结果,给出松散层移动角??此为基础按照关系求取基岩边界移动角.

0???为松散层移动线,按下式求基岩移动角δ 54536如图2-4, 以???hctg??Hctg? L i?ii?L?i?hictg??ctg则 (1) Hi?1式中Li—为地表i=3mm/m、K=0.2×10-3/m、ε=2mm/m最外点到采空区边界水平距离(m)。式中:h—采空区边界上方松散层垂厚(m);H—为采空区边界基岩面到采空区底的高度(m).

对益民煤矿5201工作面观测条件,开切眼附近埋藏深度为105m,松散冲积层厚度取均值25.0m,则基岩厚度为80m, 实测的Li=60m, 因此基岩移动角为

?L?i?hictg ??ctgHi?10'60-2 5ctg54'5'36=84.70 =ctg262-1由此,益民煤矿5201工作面基岩移动角为84.70.如按地表无冲积层考虑,则基岩移动角为770.

3.地表移动的角量参数总结

将5201工作面按水平煤层求的各种移动角汇总并与《三下规程》和其它矿比较,列于表2-12。

5201工作面所求移动角在《三下规程》坚硬岩石范围之内。与其他矿区对比,因地质开采条件很难类同,角值有所差异,可作参考。松散层移动角介于530~64042//之间。与一般比较偏大一些。这与松散层特性有关,裂缝在一定程度阻隔了地表移动变形的传递,致使盆地边缘部分变形缓和。

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第三章 益民煤矿5201工作面岩移观测研究总结

通过益民煤矿5201工作面现外业观测资料和内业的整理分析,除掌握了一般移动变形规律还取得了地表移动变形的定量参数。

1.回采过程中有关参数

求得起动距L=0.1H或回采面积达到30H㎡时地面开始移动; 超前影响角ω=74.50或L2=0.28H; 最大下沉速度滞后角φ=74.7或L3=0.3H。 2.地表移动的角量参数

因煤层倾角小于一度,故按水平煤层并取其平均值,综合边界角β0=γ0=δ0=690;综合移动角β=γ=δ=660;充分采动角ψ1=ψ2=ψ3=ψ4=690;最大下沉影响角θ=86025/,K=tgφ/2=0.59。松散层移动角φ=54053/;基岩移动角β=γ=δ=84.70。

3.地表下沉特征

5201工作面开采的地表下沉最大值平均为1097mm,下沉系数q为0.55;最大倾斜为imax=68.59mm/m;最大水平移动为Umax=1445mm;最大曲率K0max=7.81×10-3,最大水平变形为ε

0max=-65.79mm/m .

根据生产上的实际需要可利用上述资料预计地表移动变形情况和破坏程度,以及时空关系等,及时采取防范措施。用所求得移动角合理地留设井上下各种保安煤柱,确保安全生产,也为矿山压力 ”边三带”的研究提供了有关资料。无疑对矿区的开采和发展提供了重要的研究成果,也进一步为开展地表移动和岩移观测打下了良好的基础,本测站达了预期的目的。

研究成果是在5201工作面具体地质开采条件及开采进度下取得的,在相似的条件下有实际意义,在重复采动时或开采其他煤层时仍有重要的指导作用。

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