【摘要】：受黃土溝壑區(qū)坡體穩(wěn)定性的影響,地表下沉系數(shù)動(dòng)態(tài)變化,導(dǎo)致地表下沉系數(shù)難以確定。為了研究上下兩工作面斜交疊置開(kāi)采及黃土溝壑地形影響的下沉系數(shù),以陜北檸條塔煤礦N1114和N1206工作面開(kāi)采疊置區(qū)為研究對(duì)象,給出了疊置區(qū)地表觀測(cè)站的布置方法,利用開(kāi)采損害預(yù)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)軟件及黃土溝壑區(qū)坡體穩(wěn)定性分析,提出了一種確定黃土溝壑區(qū)下斜交疊置開(kāi)采地表下沉系數(shù)的方法,并結(jié)合工程實(shí)例驗(yàn)證了該方法的可行性,研究成果可為今后黃土溝壑區(qū)開(kāi)采地表下沉系數(shù)分析及確定提供科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

地表，此類煤層開(kāi)采極易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。1.2礦區(qū)觀測(cè)線布置為了能夠使觀測(cè)線有效控制開(kāi)采影響半盆地，同時(shí)確保進(jìn)一步研究N1114和N1206工作面開(kāi)采時(shí)地表沿走向和傾向兩個(gè)方向的移動(dòng)變形規(guī)律，觀測(cè)站擬布置2條走向觀測(cè)線(A、B觀測(cè)線)，3條傾向觀測(cè)線(C、D、E觀測(cè)線)�？紤]到N1114工作面與N1206工作面斜交疊置的關(guān)系，結(jié)合N1206工作面地表分布特征，且傾斜觀測(cè)線相對(duì)較難布置，故分別在傾向方向布置D、E觀測(cè)線，為分析疊置區(qū)的最大下沉量、溝壑區(qū)坡體的滑移量及該區(qū)域在傾向方向的影響范圍提供依據(jù)。觀測(cè)站布置見(jiàn)圖1。圖1N1114和N1206工作面開(kāi)采地表觀測(cè)站布置示意圖2下沉系數(shù)的確定下沉系數(shù)η是在充分采動(dòng)條件下，由地表出現(xiàn)的最大下沉值與平均開(kāi)采厚度之比來(lái)確定的。實(shí)踐觀測(cè)表明，通常在采空區(qū)的長(zhǎng)度和寬度均達(dá)到(1.2～1.4)H(H為開(kāi)采深度)時(shí)，地表可達(dá)充分采動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)地表下沉系數(shù)在沒(méi)有其他影響條件下是不變的［7］。由于所布設(shè)的觀測(cè)線的最大下沉值主要位于疊置區(qū)，在計(jì)算下沉系數(shù)時(shí)，需考慮N1114和N1206工作面的相互影響，其下沉系數(shù)計(jì)算分析如下:1)由2014年5月10日的觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示可知:N1114工作面開(kāi)采已經(jīng)推過(guò)C觀測(cè)線，而N1206工作面對(duì)C觀測(cè)線影響較小，，此時(shí)C觀測(cè)線的下沉可以看作是由N1114單一工作面的采動(dòng)引起的，最大下沉點(diǎn)為C20，其值為1168mm，平均采高為1.85m，近水平煤層，故N1114工作面單一開(kāi)采時(shí)的下沉系數(shù)為:η=1.1681.85≈0.63(1)2)對(duì)于N1206工作面的下沉系數(shù)，由于受N1114工作面開(kāi)采的相互影響，無(wú)法直接求取，現(xiàn)通過(guò)下述方法來(lái)確定其下沉系數(shù):為了減小N1114和N1206工作面的重復(fù)采動(dòng)，以及避免地面坡體的影響，故選取D09測(cè)點(diǎn)(D09位于N1114工作面拐點(diǎn)處，該處的下沉值為最大下沉值的一半

重復(fù)采動(dòng)下的概率積分預(yù)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表1。表1計(jì)算機(jī)反演模擬求解的概率積分預(yù)計(jì)參數(shù)工作面編號(hào)下沉系數(shù)η主要影響角正切值tanβ拐點(diǎn)偏移距d/md/H水平移動(dòng)系數(shù)bN11140.601.5214.760.120.28N12060.711.8821.060.130.25N1114(重復(fù)采動(dòng))0.681.5514.760.120.28N1206(重復(fù)采動(dòng))0.801.9021.060.130.26通過(guò)計(jì)算機(jī)反演分析可知，重復(fù)采動(dòng)系數(shù)k=1.13，通過(guò)式(3)、式(4)可以得到N1206工作面的下沉系數(shù)為0.73。按上述參數(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)反演模擬給出N1114工作面與N1206工作面開(kāi)采的預(yù)計(jì)地表下沉等值線，見(jiàn)圖2。圖2N1114工作面與N1206工作面開(kāi)采地表下沉等值線(單位:mm)理論預(yù)計(jì)的下沉盆地邊界位于A06、C08、E15測(cè)點(diǎn)處，這與實(shí)測(cè)數(shù)值相吻合。通過(guò)圖2給出的下沉值，結(jié)合兩工作面均開(kāi)采完后現(xiàn)場(chǎng)最終實(shí)測(cè)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，如:N1114工作面開(kāi)采，C15、C16現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的下沉值分別為915、1228mm，計(jì)算機(jī)反演分析的下沉值分別為1000、1200mm，可見(jiàn)在不受黃土溝壑區(qū)坡體影響下，計(jì)算機(jī)反演結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合。4黃土溝壑區(qū)坡體對(duì)地表下沉系數(shù)的影響分析溝壑區(qū)坡體在煤層開(kāi)采的影響下破壞了其原始的穩(wěn)定狀態(tài)。在山體重力作用下引起山體滑移，加·56·Vol.43No.5Oct.2016礦業(yè)安全與環(huán)保MININGSAFETY＆ENVIＲONMENTALPＲOTECTION第43卷第5期2016年10月
【作者單位】： 西安科技大學(xué)能源學(xué)院;西安科技大學(xué)西部礦井開(kāi)采及災(zāi)害防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司;西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51504182);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51474173) 陜西省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目(2013KCT-16) 陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(13JS066) 陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程項(xiàng)目(2011KTZB01-02-04)
【分類號(hào)】：TD327

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本文編號(hào)：2546269