王 伟 钟来星 赵泽昆

（1.山西西山晋兴能源有限责任公司；2.山东科技大学资源学院；3.山东科技职业学院建筑工程系）

众所周知，煤层的开采方式、煤层厚度、埋深和覆岩岩性等因素是引起地表产生不同程度、不同类型移动和沉陷的原因。研究覆岩移动与地表变形规律是减轻地表采动损害、保护沉陷区生态的必要手段。目前对于煤层厚度为3～5 m条件下的采煤活动、覆岩破坏与地表移动变形规律的研究已经趋于完善，也已经形成了比较成熟的理论。但是目前对于14 m以上巨厚煤层采动条件下岩层及地表移动变形规律的研究还是相对欠缺，还未形成完整的体系［1］。斜沟煤矿23103工作面煤层采厚为14.38 m，通过与斜沟煤矿18205、18111工作面的开采沉陷参数进行对比分析，得出了23103工作面特厚煤层开采对地表变形影响的一般规律。

1 工作面概况

23103工作面属于斜沟煤矿13号煤，上部为8号煤层18109工作面和18107工作面，采用一次采全高走向长壁后退式综合机械采煤法［2-3］。工作面走向长为2 940.0 m，倾斜长为242.4 m，底板标高为+698～+758 m，地面标高为+970～+1 140.9 m，平均采深为338 m。煤质为气煤，煤层厚度为14.00～15.92 m，平均厚度为14.38 m。23103工作面整体为一单斜构造，煤层倾角为8.2～10.7°，平均为9.0°。工作面走向为180°，倾向为270°。

18205工作面属于斜沟8号煤，工作面同层及上覆煤层无采空区，采用一次采全高走向长壁后退式综合机械采煤法。工作面走向长为2 840.3 m，倾向长为263.7 m，地面标高为+958～+1150 m，工作面标高为+520～+584 m，平均采深为502 m。煤质为气煤，煤层厚度为3.80～5.50 m，平均采厚为4.70 m。煤层倾角为7.5～11.4°，平均为9.4°。工作面走向为180°，倾向为270°。

18111工作面属于斜沟煤矿8号煤，工作面同层及上覆煤层无采空区，采用一次采全高走向长壁后退式综合机械采煤法。18111工作面走向长为1 702 m，倾斜长为236.8 m，地面标高为+958～+1 150 m，工作面标高为+738～+780 m，平均采深为300 m。煤质为气煤，煤层厚度为2.10～5.00 m，平均采厚为3.79 m。煤层倾角约为7～10°，平均8°。工作面走向为177°，倾向为267°。

2 对比分析

斜沟煤矿23103、18205、18111这3个工作面采用了相同的采煤方法和顶板管理方法，而且都是依据概率积分法进行参数求取［4］。3个工作面的开采技术参数见表1，所求得的开采沉陷基本参数见表2［5］。

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从表1可以看出，23103工作面的平均采厚为14.38 m，而18205和18111工作面的平均采厚分别为4.7 m和3.79 m，3个工作面除了平均采厚差别较大外，其它开采技术参数基本相同。

从表2中可以看出，具有特厚煤层的23103工作面充分采动角、最大下沉值、最大下沉速度、最大下沉角、下沉系数、主要影响角正切值、拐点偏移距偏大，而最大下沉速度滞后角偏小。

该矿井23103、18205、18111这3个工作面开始阶段、活跃阶段、衰退阶段的持续时间如下。

（1）23103工作面开始阶段约为58 d，占到整个观测天数的9%，活跃阶段的持续时间为152 d左右，占到总下沉量的25%，衰退阶段的持续时间为398 d左右，该阶段的下沉量占到总下沉量的66%［6］。

（2）18205工作面开始阶段约为61 d，占到整个观测天数的14%，活跃阶段的持续时间为205 d左右，占到总下沉量的48%，衰退阶段的持续时间为132 d左右，该阶段的下沉量占到总下沉量的38%。

（3）18111工作面开始阶段约为24 d，占到整个观测天数的6%，活跃阶段的持续时间为94 d左右，占到总下沉量的31%，衰退阶段的持续时间为132 d左右，该阶段的下沉量占到总下沉量的63%。

从上述各工作面在开始、活跃和衰退阶段的持续时间可以看出：23103工作面活跃期占整个观测的天数比较少，即活跃期时间较短，活动剧烈、具有突发性，而衰退期占整个观测的天数比较大，即衰退期较长。

从地表的破坏情况来看，23103工作面地表出现了纵横交错的多条大裂缝，裂缝的宽度都在20～200 mm，最大宽度达300 mm，最大深度有10～20 m，20103工作面的采空影响范围最大，塌陷和裂缝最严重。

3 结论

通过对斜沟煤矿23103、18205、18111这3个工作面开采技术参数和开采沉陷基本参数的对比分析，得出了山西河东煤田特厚煤层采动下的地表变形规律。

（1）山西河东煤田特厚煤层工作面具有充分采动角、最大下沉值、最大下沉速度、最大下沉角、下沉系数、主要影响角正切值和拐点偏移距偏大，而最大下沉速度滞后角偏小的特点。

（2）山西河东煤田特厚煤层工作面具有地表活跃期时间短、活动剧烈，衰退期较长，煤层稳定时间较长，开采影响范围大的特点。

［1］赵保成.厚煤层分层开采地表移动变形规律研究——以孟巴矿为例［D］.北京：中国矿业大学（北京），2017.

［2］王伟.山区重复采动下地表沉陷移动分析［J］.山西焦煤科技，2014（Z1）:160-162.

［3］张全健.山东省重点煤矿资源开发利用现状分析及资源保护技术研究［D］.青岛：山东科技大学，2004.