上层煤回采后重复开采下层煤时地表岩层移动参数分析

李宝元

（山西焦煤集团矿业管理有限公司，山西 太原 030053）

上层煤回采后重复开采下层煤时地表岩层移动参数分析

李宝元

（山西焦煤集团矿业管理有限公司，山西 太原 030053）

经对东曲矿14402工作面岩层移动观测站的观测、分析，总结了上层煤回采后重复开采下层煤时地表岩层的移动规律和实践经验，能为今后煤矿村庄保护煤柱的留设提供了宝贵的基础数据。

重复开采；保护煤柱；岩层移动；参数

1 项目的提出

山西焦煤集团西山矿区多年来的生产实践中，积累了丰富的岩层移动资料，但是随着2号煤资源的枯竭、4号煤的开采，按照《西山矿务局村庄保护煤柱留设规程》（试行）留设的村庄保护煤柱出现了不同程度的问题，部分煤柱的维护带出现了裂缝，这就需对2号煤回采后，4号煤复采时的岩层移动参数的加强研究。结合原有岩层移动资料，综合分析岩层移动参数，找出各种因素对移动过程的影响规律；再将这种规律运用到解决开采沉陷问题的实践中去，使之进一步完善与深化，为村庄保护煤柱留设提供更可靠的数据，以利于提高煤炭资源的回收率。

2 项目简介

2.1 工作面地质概况

14402工作面是东曲矿第一个4号煤工作面，上覆12402工作面采空区。4号煤直接底为粉砂岩，厚2.75m。伪顶为炭质泥岩，厚0.2m。直接顶为细砂岩，厚10.6 m～11.6m。地面标高1 210m～1 336m，工作面底板标高968 m～1 026 m，盖山厚度184 m～340m，地面小部分地段覆盖第二系黄土，厚0 m～30m，大部分地段为裸露基岩和风化堆积场。从掘进揭露的几个断层看，均为小断层，预计不会对地表移动形态产生明显影响。14402工作面为综采工作面，采煤方法为倾斜长壁，顶板自然垮落。

2.2 观测站设计

1）设置观测站的目的：建立14402工作面地表岩层移动观测站，主要求取上层煤采空后重复开采下层煤时的岩层移动角和边界移动角，为村庄保护煤柱的留设提供准确的技术参数，

2）观测线的布置：依据《西山矿区村庄保护煤柱设计规程》（试行）进行。依开采深度和煤层倾角确定：β=Υ=б=72°。最大下沉角为：W=90±0.6α，充分采动角为：Ψ3=61°，调整角为22°，松散层移动角为45°。

每条观测线的外端设置两个控制点，即总共布设四个控制点，四个控制点互相通视，且与最外侧观测点距离不小于50 m，控制点在开采影响范围之外。考虑到观测站地表地形条件及建站目的，观测线上的测点间距分两部分考虑，位于充分采动区内的点间距为30m。位于非充分采动区内的点间距为20m，以求全面观测采动影响过程。

3）观测站的观测：采用topcon-211D型全站仪进行观测，由于受山区地形条件限制，采用主、副点观测方案。并且采用光电高程导线的方法，一次求取各点的三维坐标。根据建站目的，本观测站共进行6次全面观测：工作面回采前观测两次，以确定各测点的原始三维坐标；回采过程中观测两次，以观测移动情况；采动稳定后观测两次，求取有关移动参数。观测时间间隔为1个月。

2.4 观测成果的整理

每次外业观测完后，要对观测数据进行整理，符合要求后对各主点进行平差计算，取得各主点的三维坐标，然后计算各副点的三维坐标。在此基础上，依据各次观测与首次观测之间各测点的空间位置变化，全面取得各测点的移动空间向量，最终绘制各次观测的下沉曲线图，求取有关的岩层移动参数。

经过资料分析，取得如下岩层移动角：β=66°，γ=64°，δ=64°。小于《西山矿务局村庄保护煤柱留设规程》（试行）规定的β=γ=б=72°。

3 结论

经对14402工作面岩层移动观测站的观测、分析，我们得出了以下有意义的经验：

1）开采上层煤时上覆岩层已经冒落、断裂、弯曲并最终稳定，但是岩层的结构已经遭到破坏。重复开采下层煤时必将影响地表岩层移动，而使井下开采波及到地表更大的范围，留设保护煤柱时在一定程度上可将上覆岩层视为松散层，尤其是下层煤开采范围大于上层煤开采范围时。

2）在两层煤间距很小时，重复开采下层煤必然使顶板冒落，并和上层煤采空区连成一个整体。因此，分析岩层移动规律时可将两层煤及层间岩层统一看作采高来对待。

Abstract:Through the observation and analysis of rock movement observation station at No.14402 working face of Dongqu Mine,the study summarizes the surface rock movement law and practice experience in the repeated mining of lower coal after upper coal mining,which provides precious basic data for the future layout of building protection coal pillars under villages.

Key words:repeated mining;protection coal pillars;rock movement;parameter

编辑：刘新光

Parameter Analysis on Surface Rock Movement in the Repeated Mining of Lower Coal after Upper Coal Mining

LI Bao-yuan

(Mining Industry Management Co.,Shanxi Coking Coal Group,Taiyuan Shanxi 030053,China)

TD325+.4

A

1672-5050（2010）09-0059-02

2010-07-23

李宝元（1973—），男，山西广灵人，本科，工程师，主要从事地质测量工作。