工程技术 ＮｅｗＴ ２０１３ ＮＯ．１１（上 煤矿开采导致地表塌陷的预测方法及其应用 乔瑞英 （山西省吕梁市石楼县环保局。山西吕梁０３２５００） 摘要：煤矿开采引起地表塌陷的对环境的影响是多方面的，引起地表移动变形的因素也有很多，本文主要以武甲煤矿 为例来说明地表塌陷的预测常用方法及其评价结果。 关键词：煤矿；地表塌陷；方法；评价结果 中图分类号：丁Ｄ３２５ 文献标识码：Ｂ 表１地表移动变形基本参数 项目 覆岩 平均 下沉系数 水平移动 主要影响 角正切 类型 厚度 ｑ 系数ｂ ｔｇＢ 动的影响。 开采影响 传播角０ ８４．５６ 拐点移 动距ｓ ０．１ Ｈ 煤矿开采后总沉陷面积为５．６３ｋｍ。， 其中沉陷值在８００ｒａｍ以上的面积为 １．６７ｋｍ２。沉陷区域均未超出井田边界。 ４井下采煤产生的冒落带、裂隙带最 大高度的预计。冒落带最大高度和导水裂 隙带最大高度预测选用《建筑物、水体、 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规 程》中推荐的模式和《矿区水文地质工程 地质勘探规范》（ＧＢ１２７１９—１９９１）附录Ｆ 中推荐的公式中选取值最大的得到最后的 数值。最后３号煤层冒落带高度为１９．２９ ｍ，导水裂隙带最大影响高度为９５．６６ ｉｎ。 由于煤层埋藏深度在４５０ｍ左右，３＃煤 井下采动形成的冒落带和裂隙带不可能会 导通地表而形成大大小小的宽度和深度不 等的地表裂缝和沉陷台阶。 ． 结论 ３ 煤层开采后地表最大下沉值为 ２．１２—３．２２Ｍ，平均下沉值为３．１９ｍ。由此 可知井下开采对地表形态和地形标高会产 生一定影响，但由于整个井田区域都会相 继下沉，加上井田内地形复杂，因此不会 改变区域总体地貌类型。 参考文献 ｆ１１冉启洋，杨洪．矿山土地复垦方案中 对开采塌陷区预测方法的探讨Ⅱ１．贵州地 ３号煤层 中硬 ４９６０ Ｏ．６５ ０．３ ２．１ 地下开采煤炭，形成地面沉陷，煤 炭开采引起地表塌陷对环境的影响主要表 现在对地表形态、土地资源及农田、地面 建筑等方面的影响。 地表移动变性的影响因素 地表移动变形受很多因素的影响， 煤层的厚度、采深、倾角、上覆岩层的岩性、 地质条件、是否分层开采以及顶板管理方 法等都直接影响到地表的移动变形，一般 预测主要对井田内采区进行稳定预测。 二、地表移动变性预测的方法 地表移动变形预测方法很多，有典 型曲线法、负指数函数法、概率积分法 等。根据山西煤矿井田地质、煤层赋存条 件、采煤方法等开采技术条件，一般采用 《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留 设与压煤开采规程》（以下简称《开采规 程》）和《矿区水文地质工程地质勘探规 范》（ＧＢ１２７１９—１９９１）附录Ｆ中推荐的 公式中所列预计方法。 三、举例说明 武甲煤矿采用斜井开拓方式，开采３ 号煤层，布置一采区一个生产采区，共布 置两个综掘工作面。矿井采用长壁综采一 一、次采全高的采煤方法。 １地表变形参数的选取。武甲煤矿覆 岩类型属于中硬，采用概率积分法进行 地表变形预测。地表变形的参数见表１中 的数据。根据３号煤层埋深情况，选取 ３８０ｍ一６６０ｍ的采深进行计算。根据上述 各参数计算得到的地表下沉、移动与变形 最大值见表２。 由表２可见，煤层开采后平均最大 下沉值为３ １９２．７３ｍｍ；平均最大倾斜值随 煤层厚度和采深不同在Ｏｍｍ／ｍ～１７．７９ｒａｍ／ ｍ之间变化；平均最大曲率值随煤层厚度 和采深不同在０ ０．１５（１０‘３，ｍ）之间变化； 水平移动最大值的平均值为９６５．５４ｍｍ之 间；最大水平变形平均值随煤层厚度和采 深不同在０ ８．１ １ｍｍ／ｍ之间变化。 ３地表沉陷程度和影响范围预测结 果。在采取留设煤柱的条件下，煤炭开采 对这几个村庄基本没有影响。王沟村的北 部及坡上村东部落在了～１０ｍｍ和一２００ｒａｍ 等值线之间，煤炭开采对王沟村的北部及 坡上村东部有所影响。晋侯高速公路、西 气东输管道、杨河和沿河北岸的陵沁公路 质，２０１０．位于一１０ｍｍ等值线的以外，不受采区采 煤 采深 煤层 开采厚度（ＩＴｌｍ） Ｗｃｍ（Ｉｎｍ） ｉｃｍ（ｍｍ） Ｋｃｍ（ｍｍ） Ｕｃｍ（ＩＴｌｍ） ￡ｃｍ（ｍｍ） 层 （倾角 ｒ ｉｎ） 度） （Ｉｌ１） Ｍｉｎ Ｍａｘ Ａｖｇ Ｍｉｎ Ｍａ）（ Ａｖｇ Ｍｉｎ Ｍａ】【 Ａｖｇ Ｍｉｎ ＭａＸ ａｖｇ Ｍｉｎ Ｍａｘ Ａｖｇ Ｍｉｎ Ｍａｘ ａｖｇ ３８０ ４２０ ８ １８０．９５ ３３ｏｏ ５ｏｏＯ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ １１．７４ １７．７９ １７．６４ Ｏ．１０ Ｏ．１５ ０．１５ ６３７．２６ ９６５．５４ ９５７．８２ ５＿３５ ８．１１ ８．０５ ８ ２０ｏ．ｏ０ ３３０ｏ ５０ｏ０ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ １０．６２ １６．ｏ９ １５．９６ ０．Ｏ８ ０．１２ ０．１２ ６３７．２６ ９６５．５４ ９５７．８２ ４．８４ ７．３４ ７．２８ ４６０ ３５ｏｏ ＃ ５４０ ８ ２１９．Ｏ５ ３３ｏｏ ５Ｏｏｏ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ ９．７Ｏ １４．６９ １４．５８ Ｏ．０７ ０．１Ｏ ０．１Ｏ ６３７．２６ ９６５．５４ ９５７．８２ ４．４２ ６．７Ｏ ６．６５ ８ ２３８．１１３ ３３００ ５Ｏｏｏ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ ８．９２ １３．５２ １３．４１ ０．Ｏ６ Ｏ．０９ Ｏ．ｏ９ ６３７．２６ ９６５．５４ ９５７．８２ ４．０７ ６．１６ ６．１１ ８ ２５７１４ ３３０ｏ ５０ｏＯ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ ８．２６ １２．５２ １２．４２ ０．Ｏ５ ０ ０７ ０．０７ ６３７．２６ ９６５．５４ ９５７．８２ ３．７７ ５．７１ ５．６６ ．５８０ ６２０ ６６Ｏ ８ ２７６．１９ ３３ｏ０ ５Ｏ００ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ ７．６９ ｌ１．６５ １１．５６ ０．０４ Ｏ．０６ Ｏ．０６ ６３７．２６ ９６５．５４ ９５７．８２ ３．５１ ５－３１ ５．２７ ８ ２９５．２４ ３３ｏｏ ５Ｏ０ｏ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ ７．１９ １０．９Ｏ １０．８１ ０．４ Ｏ．００６ ０．ｏ６ ６３７Ｉ２６ ９６５．５４ ９５７．８２ ３．２８ ４．９７ ４．９３ ８ ３１４．２９ ３３０ｏ ５０ｏ０ ４９６０ ２１２４．１９ ３２１８．４８ ３１９２．７３ ６．７６ １０．２４ １Ｏ．１６ Ｏ．０３ ０．Ｏ５ ０．Ｏ５ ６３７．２６ ９６５．５４ ９５７－８２ ３．Ｏ８ ４．６７ ４．６３ ［Ｍ］ｆｘＷ＝ ：乎￣＝３：０７ｋ Ｎ．ｍＮ 体工程支架设计时应注意对支架结构稳 结语 本文提出的高墩大跨组合支架设计 定和基础承载力进行验算，确保安全。 方案具有克服满堂支架高度受限的优点， 参考文献 由此可知：采用２根Ｉ４５ｂ工字钢做 而且对地形地质条件实用性更强。通过 【１】铁道部．铁路混凝土工程施工技术指 下横梁能够满足荷载需要，验算通过。 实践证明该施工方案是可行的。但在具 南［Ｍ】．北京：铁道出版社，２０１０． 中国新技术新产品 一７７—
