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《深部開采條件下地表沉陷預測及控制探討_鄧喀中》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷第1期中國礦業(yè)大學學報Vol.29No.12000年1月JournalofChinaUniversityofMining&TechnologyJan.2000文章編號:100021964(2000)0120052204a深部開采條件下地表沉陷預測及控制探討123鄧喀中,張冬至,張周權(quán)(1.中國礦業(yè)大學采礦工程系,江蘇徐州221008;2.廣東省建筑設計院,廣東廣州510000;3.徐州礦務集團旗山礦,江蘇徐州221132)摘要:基于實測資料建立了極不充分開采條件下概率積分法預測參數(shù)計算表達式和深部開采時下沉系數(shù)計算式,為深部
2、開采地表移動預測提供了計算方法;基于極不充分開采的定義,給出了深部開采大采寬條帶的設計及控制地表沉陷的方法.關鍵詞:開采沉陷;極不充分開采;沉陷控制中圖分類號:TD325文獻標識碼:A近年來,礦井開采深度已從最初的200～300m以上規(guī)律表明,硬巖層控制著巖體內(nèi)部的移增大到700～800m,有的甚至已超過1000m.礦井動,從而對地表移動有控制作用.對地表移動有控開采深度增大,帶來了地表沉陷預測及控制問題,制作用的巖層稱為地表移動控制層.只有當?shù)乇硪迫缦鲁料禂?shù)與開采深度之間有無關系?深部條帶開動控制層破裂后,地表移動才顯著增大.而地
3、表移采寬度如何確定?等等1這些問題的解決對于深部動控制層是否破裂與控制層巖性、厚度、層位及工開采條件下建(構(gòu))筑物下采煤具有重要的理論和作面推進距離有關.使地表移動控制層斷裂的工作實際意義.本文將對這些問題進行論述.面推進距離稱為地表移動控制層斷裂距.根據(jù)概率積分法的特點,將地表移動程度分為1巖體內(nèi)部動態(tài)移動過程4個階段:當工作面推進距離未達到巖體破裂所需的極1)工作面推進距離小于啟動距時,地表下沉限寬度時,巖體不斷裂破壞.當達到巖體破裂所需小于10mm,可以認為不移動;的極限寬度時,巖體破裂,垮落充填采空區(qū),巖體內(nèi)2)工作面推進距
4、離小于地表移動控制層斷裂部達到新的平衡,不再移動.隨著工作面推進,新的距,此時,地表移動大于10mm,但不能用充分采動平衡被打破,巖體再一次破裂充填采空區(qū),再達到時的概率積分參數(shù)直接進行地表移動預測,稱此時新的平衡.巖體移動就是破裂→平衡→再破裂→再地表移動為極不充分采動;平衡的過程,直到移動達到地表.通過多臺相似材3)工作面推進距離大于地表移動控制層斷裂[1～3]料模型試驗,得出巖體移動破裂特征如下:距,小于地表充分采動時的工作面推進距離,此時1)巖體破裂范圍以同一波形線向外擴展,其可采用充分采動的概率積分參數(shù)直接進行地表移與水平
5、線之間的夾角基本保持不變,這一規(guī)律也表動預測,稱此時的地表移動為似充分采動;明離煤層越遠的巖體,達到破裂時所需的工作面開4)工作面推進距離大于或等于充分采動時的采范圍越大,離煤層越近的巖體,達到破裂時所需工作面推進距離,地表充分采動,可直接采用概率的工作面開采范圍越小.積分法進行預測.2)由于巖體移動受硬巖層控制,其破裂過程因此,可定義極不充分采動為:工作面推進距也受到硬巖層的控制作用,呈現(xiàn)巖層成組破壞的特離小于地表移動控制層斷裂距的開采為極不充分性.當硬巖層破裂后,帶動其上的軟巖也破裂,使巖開采.此定義包含兩方面的含義:體內(nèi)部移動
6、具有突陷性.a收稿日期:19990427基金項目:國家自然科學基金重點項目資助(59634030);煤炭科學基金資助項目(97采10101)作者簡介:鄧喀中(19572),男,四川省資中縣人,中國礦業(yè)大學教授,工學博士,從事“三下”采煤研究.第1期鄧喀中等:深部開采條件下地表沉陷預測及控制探討531)只有當工作面推進距足夠大時,才能采用鶴壁礦區(qū):概率積分法預測地表移動,否則必須對預測參數(shù)進b=0.0427D?H+0.2507,(2)行修正或采用其它預測方法1雞西礦區(qū):2)由于巖性的組合不同,地表移動控制層的b=0.2044D?H-0
7、.0297,(3)位置不同,似充分開采要求的工作面推進距離不平頂山礦區(qū):同,應根據(jù)實際情況確定.《建筑物、水體、鐵路及主b=0.3776D?H+0.0193,(4)要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》規(guī)定:D?r≤0.6充分采動后,水平移動系數(shù)與煤層傾角有關,(r為主要影響半徑)時應對下沉系數(shù)進行修與巖性關系不明顯.[4,5]正.這一規(guī)定沒有考慮地表移動控制層處于不3)拐點平移距s同的位置和不同礦區(qū)巖性的差異時使地表進入似拐點平移距與覆巖巖性、采深、采厚、采煤方充分采動所要求的工作面推進距離不同.由于這些法、頂板管理方法、回采工作面尺寸及
8、鄰區(qū)開采有缺陷,使極不充分開采地表移動預計精度不高.關,其關系比較復雜,但總的趨勢符合對數(shù)函數(shù)關系.部分礦區(qū)拐點平移距與采動程度的關系為:2極不充分開采概率積分法參數(shù)計算東煤礦區(qū):深部開采時,概率積分法參數(shù)發(fā)生兩方面的變s1?H0=-
