□王云岗

（晋城市矿山检测调查测量队，山西 晋城 048000）

大宁煤矿地表移动参数测定与研究

□王云岗

（晋城市矿山检测调查测量队，山西 晋城 048000）

煤矿井工采出煤炭后，会引起地表移动，出现塌陷区。对采煤工作面地表移动参数测定，并对保安煤柱设计参数选择进行论证，是每个生产矿井必需的地质技术参数。本文对大宁煤矿P3综采工作面地表移动参数测定。

地表移动观测站;移动参数;观测

1.前言

晋城市含煤面积4654.4km2，占全市总面积的49.01%，煤炭资源总量45.880Gt。现有煤矿138座，全部实现综合机械化开采，生产能力13785万吨/年。煤矿地表建筑物、井筒及工业广场若煤柱留设过大，压煤量就过多；而煤柱留设过小，则不能保证建筑物或开采的安全，因此，各矿应开展采煤观测工作，以掌握地表与岩层移动的基本规律。

本文以大宁煤矿P3工作面为例，进行地表移动参数测定与研究。

2.矿井概况

晋城市大宁煤矿，生产能力400万吨/年。井田南北宽4～6km，东西长5～12km，井田面积38.8225km2。

截止2014年11月，3号煤层可利用部分资源/储量21219万吨，15号煤层保有资源/储量14149万吨。

2.1 地质采矿概况

P3综采工作面采用大采高支架一次采全高，实际采厚约为4550mm，工作面走向长1262m，采面宽度215m。生产采用“四六”作业制度，每天三班生产一班检修。工作面循环进度0.6m，每班生产4个循环，日循环12个，日进度7.2m，顶板管理采用自行跨落式，回采时间5.8月，工作面底板等高线标高+458～+492m，开采深度160～330m之间，平均开采深度245m。

P3综采工作面开采煤层为山西组3#煤层，煤层厚度变化在4.24～5.0m之间，平均厚度4.55m，倾角3～7°。

3#煤属于中等变质程度的无烟煤，低灰、低硫、高发热量，是优质的化工及动力用煤。煤层无爆炸性，自燃等级为Ⅲ级，属不自燃煤层，高瓦斯矿井。

地面位置及地表现状：位于下庄沟东侧、王家庄西北方向。地面无村庄及其它永久性建筑。工作面地表地貌为低山，有基岩出露，发育有三条冲沟。

P3综采工作面顶底板岩性：伪顶为0.30米的含炭泥岩，灰黑色，质软，性碎，泥质结构，水平层理发育，含大量植物化石；直接顶为2.75米的泥岩，灰黑色，质软，泥质结构，层理发育，含丰富的植物化石；老顶为4.2米的细砂岩，深灰色，中厚层，细—粉粒结构，块状构造，泥质胶结，质坚硬。底板为3.0米的泥岩，灰黑色，质软，泥质结构，层理发育，含丰富植物根系化石，局部可见煤屑。

P3综采工作面地质构造简单，煤层总体为一向SE倾向的单斜构造，并伴有次一级的波状起伏。煤层走向：NW～N～NE；倾向：NE～E～SE，倾角：∠2～7°。采面西南区域内发育有F3024断层和另一小断层。其中，F3024断层始揭于切眼西端距切眼与303交叉点45米处，倾向80°～90°，断距H=1.50m；小断层揭露于303巷道回采方向244米处，走向75°，断距0.5米。另外，根据实测资料，在回采方向（S→N）530～540米以及800米段（从切眼起算）段存在两组横向裂隙发育带。

3.地表移动观测站形式及位置

3.1 观测线的位置

P3综采工作面为走向长壁面,走向观测线位置,依据煤层倾角(a=4°14’)结合埋深,计算出偏移量为20米，向东移动；由于走向比较平,倾向线位置确定于工作面中心。

3.2 观测线的长度

从中心算起,每侧为工作面内的距离，加上243.8×tg20°=88.74米，再加余留长度100米。经计算:走向长为1700米，倾向线长度为600米。

3.3 观测点点间距

P3综采工作面埋深为243米，依据有关规定,点间距确定为20米。

3.4 地表观测站的标设

测量仪器为上海华测导航技术有限公司生产的X90型，采用全球定位系统(GPS)中的动态(RTK)技术，适时测量技术,标称精度为:平面10毫米，高程20毫米。

本次共布设测站134个点，其中：倾向主断面观测线布设测点90个；走向主断面观测线布设测点32个；其他观测点12个。

3.5 地表移动观测站的观测

观测站观测按内容分：全面观测、巡视测量、定期测量、最终观测。

第一次全面观测在观测站标设后10到20天开始进行。观测方法：利用GPS动态接收技术进行。为确保观测数据准确无误，本次测量独立进行2次，在不超限的前提下，取两次结果的平均值为最终结果。

巡视测量根据井下工作面推进情况具体安排，方法GPS动态技术。

定期测量确定为每月进行2次，从控制点开始，对采空区上部的观测点进行准确的测量，和第一次成果进行比较，确定每次的观测工作量。

定期测量的次数:井下采煤工作面推进度每月按216m计算，井下推进月数为5.8个月，每月测量2次，加上采后稳定约一年（每两个月测量一次），计20次。

3.5 观测站观测时间

P3综采工作面于2012年3月布置完成，经过15个月采前瓦斯预抽，2013年7月开始回采。2013年5月布设P3工作面观测站。

2013年7月开始到2014年1月，P3观测站共观测12次。

4.地表移动变形动态规律

4.1 初步获得了本地区地表移动参数：综合边界角76.2度；综合移动角72度；充分采动角为70.3度。

4.2 获得了矿区动态移动参数：超前影响角为76.2度；最大下沉速度106.6MM/D，平均最大下沉滞后角为70.3度；几乎没有开始阶段，活跃期为49天。衰退为102天。

4.3 P3工作面开采后，地表移动变形最大值为；下沉4262MM，倾斜-47.6-63.0MM/M，曲率为-1.26-1.31MM/M2，水平移动1600MM，水平变形-42.4-+42 MM/M。

4.4 通过求参和综合分析，最终确定参数为：下沉速度系数K=2.53。

【1】胡海峰，姬婧，李璐.矿山测量[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

【2】编写组.大宁煤矿生产矿井地质报告[R].长治：山西省地质勘查局二一二地质队，2010.

【3】编写组.煤矿安全规程（2011版）[Z].北京：煤炭工业出版社，2011.

【4】编写组.煤矿测量规程（2011版）[Z].北京.煤炭工业出版社，2011.

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2095-7319（2015）02-0070-03

王云岗(1973—），男，晋城市泽州县人，本科学历，测绘工程师，现在晋城市矿山监测调查测量队工作，负责全市矿山企业资源储量动态监测及矿井测绘工作。从1994年7月参加工作以来，一直从事矿产资源管理、煤矿测绘工作，在矿山储量、地质测量管理方面有多年的实践经验。