千米深部开采沉陷规律实测研究
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庞庄煤矿深部开采地表沉陷规律初探
动变形规律 ， 为徐 州矿 区深井开采提供参考。为徐州矿 区合理开发煤炭资源提供 了
依据 。
［ 键词 ］ 移动 ； 沉 ； 测 关 下 观 ［ 中图分类号 ］Ｔ ３５． ［ Ｄ ２＋ 文献标识码 ］Ｂ ［ ４ 文章编号 ］１７ － ４ （ ０） 一 ８一 ６２９ ３２ ８ ３Ｏ ３Ｏ ９ ０ ０ ０ ３ 活 动 集 中在 一 ２ 水 平 西 一 上 、 下 山采 区 ， １０ ５ｍ
Ａ ＝ ０ Ａ ＝ ０ ４ ＝ ５ ８２ 。 Ｔ ２。 ８ １。 其 中， ６为走 向移 动 角 ， 为上 山移 动 角 ， 卢为 下 山移动角 ， 为煤层倾 角 。
５ 实 测 结 果及 其分 析
地 面观测 总共 进行 了 １ 次 ， 据处 理结 果如 １ 数 图 ２３所示 。 中图 ２为东西线 地表 下沉 曲线 ， 、 其 图
测站北面为冯王村 ，东面为新大井工业广场及后
崔店新 村 ， 西面 为刘 集 乡 ， 面为村 办工 厂 。 南
３ 地 面 观 测 站布 置
根 据 ２ ９、４ 、４ ０ 、 ４ ０ 、 ４ ０ 、 ５ ０ 、 ４ ７ ９ ２ ３ ２ ７ １５ ７ １ ７ ７ ２ ６
７ ２７ ７２ ８等 工 作 面 煤 层 赋 存 和地 面村 庄 、 ５０ 、５０ 农 田、 路等 情况 ， 道 设计 沿刘 集公 路布 置一 条走 向观
７ ２ ８ 工作 面上 方 的 地 表移 动 观测 站设 在 刘集 ５０ 等
徐州矿务集 团公 司现有可采储量 ７ 亿多 ｔ ，其 中 “ 下 ” 煤 （ 要是 建筑 下压 煤 ） ３５亿多 ｔ约 三 压 主 达 ． ，
占全部可采储量的 ５％。因此 ， ０ 开展深部开采沉 陷地表岩移规律研究对提高资源 回收率 、延长矿 井服 务年 限具有 重要 的意义 。
深部开采地表沉陷预测与控制存在的问题及对策探讨
第 １ 卷 第 １ 期 ６ ２
２０ ０ ７年 ｌ ２月
中 国 矿 业
ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｉ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＩ Ｍ ＮＥ
Ｖｏ ＇ ６，Ｎｏ １ ｌ１ ．２
Ｄ ｅ ｅ ｂ ｒ ２ ０７ ｃ ｍ ｅ ０
深部 开采 地表 沉 陷预 测 与控 制 “ 存 在 的 问题 及 对 策探 讨
． ～ ～ 一Ⅺ 一一 一 一 一 ～～ ¨ ～
Ｈｅ ａ ｏｙ ｅ ｈ ｉ Ｕｎｖ ｒｉｙ Ｊａ ｚ ｏ ４ ４ ０ ｎ ｎＰ ｌｔｃ ｎｃ ｉｅ ｓｔ ， ｉｏ ｕ ５ ０ ３，Ｃｈｎ ） ｉａ
据煤 炭资源 开发 和保护 研究 预测 ，我 国煤炭 资
源总储 量 中 ７ ． 埋 深 在 １ ０ ｍ 以下 ，浅部 储 量 ３２ ００
性 ，以煤柱压 缩 和岩梁 弯 曲为 主 ，具有 均匀 、整体
响 日趋 严 重 。在深 部开 采条 件下 ，如果 仍照 搬浅部 煤层 开采 的地表 移动参 数 和方法进 行沉 陷预 测与控
收 稿 日期 ：２ ０ ０ —３ ０７ ８ ０
基 金项 目 ： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （０ ７ １７ ；河 南 省 教 育 ４６２７ ） 厅 科 技攻 关 项 目 （ ０ ６４ ０ ２ ２ ０４ ０ ０ ）
一～ 一一 一～ 一一
Ｐｒ ｂ ｎ ｎ ｏ ｐｒ ｂ ｅ ｓ ａ ｄ ｃ ｕ ｅ ｍ ｅ ｓ ｒ ｓａ ｏ ｔｐ ｅ ｉｔｏ ｎ ｏ ｉ ｇ ｉ ｔ ｏ ｌｍ ｎ ｏ ｎｔｒ ａ ｕ ｅ ｂ ｕ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｎｔｏ ｆｓ ｒ ａ ｅｓ ｂ ｉ ｅ ｅｍ ｉ ｉ ｇ ｉ ｅ —ｙ ｎ ｏ ｒ ｌｏ ｕ ｆ ｃ ｕ ｓｄ ｎｃ ｎ ｎ ｎ Ｄｅ ｐ ｌ ｉ ｇ
千米深井开采问题探讨
区 ，煤 层 埋 深 ９０～１０ ０ ８０ｍ，井 筒 设 计 深 度 超 过 １０ ３０ｍ。其他 矿井 如梧桐 庄 矿 、羊 渠河 矿 、九 龙 矿 也将逐 渐跨进 千米 深井 的行列 ，深 井开 采带来 的诸
多 问题 急需研 究解 决 。
重 新分 布 ，往 往会 造 成 大 面积 的 巷道 坏 损 。 因此 ，
一
旦 巷道 应力分 布稳定 ，不 要轻 易进 行扰 动 ，最好
１ 深部奥灰水突 出和陷落柱导水 问题
煤 层底板 突水 是煤层 下伏 承压 水沿采 煤工 作 面
底 板 隔水层 内部通 道突破底 板 隔水层 的阻隔 ，向上
突击 施工巷 道 比较 集 中区域 。深 井巷 道 之间 间距应 适 当加大 ，这在深 井开采 中也很重 要 。
（ 接 第 ７页） 上
控制 梧桐庄 井 田是 扭性 深 断裂 ，按该 区正常 地 温 １ ℃的地温梯 度 推算 ，在距 地表 ２０ 地 温 ． ５ ５０ｍ处 可达 ５ ％以上 ，由此可见 该井 田存在 外来 热源 。 ０ （ 下转 第 ３ ３页）
位 。交汇 部 位背 斜 轴两 翼 各有 一 涌 气 孔 （ ７ １ １０ 和 １０ ） ３ １ ，涌 出 的气 体成 份 中氮 气含 量达 ８ ０％，成 份
基 本与空 气相 同 ，如 图 ２ 示 。 所
３ 热 源 分 析
３１ 地 热来 源 ．
面一般 发育较 深 ，作用 在厚 层石灰 岩上 扭性 断裂 两 侧 裂 隙发 育 ，易被 地 下水 溶 蚀 而起 储水 导 水作 用 。 地 下热水 的出现往 往不发 生在 主干 断裂 上 ，而产生 于分 支 构 造 的适 当部 位 。该 井 田高 温 区 不 是 指 向 Ｆ，而 是 在 韦 武 向 阳弧 形 背斜 与 断层 的交 汇部 ５
千米深部急倾斜煤层开采地表移动变形规律研究
煤炭作为我 国的主要 能源 ，全 国重 点煤矿 区有 ２ ０处 ｌ ０ 多个矿井进行急倾斜煤层 开采 ，急倾斜 煤炭储量约 占全 国煤 炭储量 的 １％ ～ ０ ５ ２ ％左右 ，以往科研 院所和专家对急倾斜 煤 层开采地表移动规律的研究较 多 ，但对 千米深部 的急倾斜煤
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深部大采高开采地表沉陷研究
定 羊 场 湾 煤 矿 地 处 宁 东 矿 区 ． 是
１ ３ ０ ２ ０ １丁 作 面 没 计 彤 状 规
整 ．受外 界影 响 凶素相 对较 少 ． 地 表也较 为平 坦 ． 是 建 立 地 表 移 动 观 测 站 的 良 好 场 所 受 工 作 面 北 侧
７个（ 走 向 ３个 ， 倾 向 ４个 ） ， 观 测点 ７ ４个 （ 走向 ３ １ 个， 倾向４ ３ 个） ， 走向 和倾 向相邻 点间距 ３ ０米
多为沙地 ． 测 点 的埋 设 和 保存较 为 闲难 ． 为了更 好地 反映 开 采时地 表
沿 走 向 和 倾 向 两 个 方 向 的 移 动 变
、
地 质 概 况
ｍ ＿ ＋ 、 ／
ｎ
＝
神 华 宁 煤 集 团 羊 场 湾 煤 矿 为
两北 首座 千万吨级 现 代化 矿井 ． 井 田南北 长 ９ ． ９ ｋ ｎ、 东 西 宽 １ ｉ ２ ． ８ ｋ ｎ， ｉ
处 ．结 论 仍 需 得 到 进 一 步 的 验 证 ．
（ ３ ） 移动角正切值偏大 ． 根 据 计算为 ３ ． 从这一值来 看 ． 又 几 乎
达 到 了 充 分 采 动 条 件
３ ． 不 足
在 建 立 观 测 站 的 基 础 上 取 得
之内
三、 岩 层 移 动 参 数
及 其 特 征 分 析
了一些 结论 ． 但 仍存在 一些 不 足之
观测 站 ． 观 测 线 位 于 停 采 线 一 侧 由１ ：ｌ ３ ０ ２ ０ １ 工 作 面 上 方 地 表 Βιβλιοθήκη 在观 测初期 ． 分别 对两 条观测
线共 ８ 】个 观 测 点 进 行 了 两 次 全 面 观 测 ．通 过 对 ８ １个 点 的 两 次 观 测
１ ３ ０ ２ ０ １丁 作 面 没 计 彤 状 规
整 ．受外 界影 响 凶素相 对较 少 ． 地 表也较 为平 坦 ． 是 建 立 地 表 移 动 观 测 站 的 良 好 场 所 受 工 作 面 北 侧
７个（ 走 向 ３个 ， 倾 向 ４个 ） ， 观 测点 ７ ４个 （ 走向 ３ １ 个， 倾向４ ３ 个） ， 走向 和倾 向相邻 点间距 ３ ０米
多为沙地 ． 测 点 的埋 设 和 保存较 为 闲难 ． 为了更 好地 反映 开 采时地 表
沿 走 向 和 倾 向 两 个 方 向 的 移 动 变
、
地 质 概 况
ｍ ＿ ＋ 、 ／
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神 华 宁 煤 集 团 羊 场 湾 煤 矿 为
两北 首座 千万吨级 现 代化 矿井 ． 井 田南北 长 ９ ． ９ ｋ ｎ、 东 西 宽 １ ｉ ２ ． ８ ｋ ｎ， ｉ
处 ．结 论 仍 需 得 到 进 一 步 的 验 证 ．
（ ３ ） 移动角正切值偏大 ． 根 据 计算为 ３ ． 从这一值来 看 ． 又 几 乎
达 到 了 充 分 采 动 条 件
３ ． 不 足
在 建 立 观 测 站 的 基 础 上 取 得
之内
三、 岩 层 移 动 参 数
及 其 特 征 分 析
了一些 结论 ． 但 仍存在 一些 不 足之
观测 站 ． 观 测 线 位 于 停 采 线 一 侧 由１ ：ｌ ３ ０ ２ ０ １ 工 作 面 上 方 地 表 Βιβλιοθήκη 在观 测初期 ． 分别 对两 条观测
线共 ８ 】个 观 测 点 进 行 了 两 次 全 面 观 测 ．通 过 对 ８ １个 点 的 两 次 观 测
深部矿体胶结充填开采沉陷规律模拟分析
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第 27 卷 第 3 期
2008
VO I 2 7 NO
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年 6 月
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矿山地表沉陷规律探索
③ 岩 石沿层 面 的滑移 坡 度及 水平位 置 的变化 。 因此 ， 位 于影响范 围 内的道 对
路、 管路、 建筑物 、 河渠 、 生态环境等 ， 都带来不同程度 在倾斜矿层条件下 ， 岩石的 自 重力方向与岩层的 的影 响 。
层 理面不 垂直 。因此 ， 岩石 在 自重 力 的作 用下 ， 除产生 （） ２ 裂缝 或 台阶 在 地表 移动 盆地 的外边缘 区 ， 表可 能产 生裂 缝 。 地
学 变化过 程 ， 是岩层 产生 移动 和破坏 的过程 ， 一过 也 这 程 和现象称 为岩层 移动 。
以近水平 矿层 开采 为例 ， 当地下 矿层 采 出后 ， 采空
① 弯 曲 弯 曲是 岩层 移动 的 主要形式 。 当地 下 矿层采 出后 ， 上覆 岩层 中的各 个分层 ，从 顶板 开始沿 层理 面 的法线
方向， 依次向采区方向弯曲， 直到地表。在整个弯曲范 围内 ， 可 能 出现 数量 不多 的微小 裂缝 ， 岩层 基本 上保持
其 连续性 和层状 结构 。 ② 岩层 的垮 落 采 区矿 层采 出后 ， 顶板 岩层 弯 曲而产生 拉伸 变形 。
区顶板岩层在 自重力及其上覆岩层重力 的作用下 ， 产 生向下的移动和弯曲。当其 内部拉应力超过岩层的抗 拉强度极限时 ， 顶板首先断裂 、 破碎 、 相继冒落。 随着工 作而推进 ， 受采动影响的岩层范围不断扩大。 当开采范
２ 覆岩移动规律和变形特征
（） １ 覆岩 的受力状 态
根 据观测 和研 究 的结果分 析 ， 在整个 移动 过程 中 ，
开 采空 间周 围岩层 的移 动形式 可 归纳为 以下 ５种 ：
局 部矿 体被采 出后 ， 在岩体 内部形成 一个 空洞 ， 其 周 围原 有 的应 平衡状 态受 到破 坏 ，引起应 力 的重 新分 布 ， 至 达到新 的平衡 ， 是 一个 十分 复 杂 的物 理 、 直 这 力
路、 管路、 建筑物 、 河渠 、 生态环境等 ， 都带来不同程度 在倾斜矿层条件下 ， 岩石的 自 重力方向与岩层的 的影 响 。
层 理面不 垂直 。因此 ， 岩石 在 自重 力 的作 用下 ， 除产生 （） ２ 裂缝 或 台阶 在 地表 移动 盆地 的外边缘 区 ， 表可 能产 生裂 缝 。 地
学 变化过 程 ， 是岩层 产生 移动 和破坏 的过程 ， 一过 也 这 程 和现象称 为岩层 移动 。
以近水平 矿层 开采 为例 ， 当地下 矿层 采 出后 ， 采空
① 弯 曲 弯 曲是 岩层 移动 的 主要形式 。 当地 下 矿层采 出后 ， 上覆 岩层 中的各 个分层 ，从 顶板 开始沿 层理 面 的法线
方向， 依次向采区方向弯曲， 直到地表。在整个弯曲范 围内 ， 可 能 出现 数量 不多 的微小 裂缝 ， 岩层 基本 上保持
其 连续性 和层状 结构 。 ② 岩层 的垮 落 采 区矿 层采 出后 ， 顶板 岩层 弯 曲而产生 拉伸 变形 。
区顶板岩层在 自重力及其上覆岩层重力 的作用下 ， 产 生向下的移动和弯曲。当其 内部拉应力超过岩层的抗 拉强度极限时 ， 顶板首先断裂 、 破碎 、 相继冒落。 随着工 作而推进 ， 受采动影响的岩层范围不断扩大。 当开采范
２ 覆岩移动规律和变形特征
（） １ 覆岩 的受力状 态
根 据观测 和研 究 的结果分 析 ， 在整个 移动 过程 中 ，
开 采空 间周 围岩层 的移 动形式 可 归纳为 以下 ５种 ：
局 部矿 体被采 出后 ， 在岩体 内部形成 一个 空洞 ， 其 周 围原 有 的应 平衡状 态受 到破 坏 ，引起应 力 的重 新分 布 ， 至 达到新 的平衡 ， 是 一个 十分 复 杂 的物 理 、 直 这 力
千米深井施工测量
千米深井施工测量摘要通过实例，阐述了千米深井施工测量的施工流程、操作要点、质量控制和安全措施等，并介绍了应用成功的实例。
关键词千米深井机动指向装置双线投点联合陀螺定向全站仪1 概述1.1随着采矿业的发展，全球大部分浅部矿床已经或日趋枯竭，从而导致了矿山开采由浅部转入深部，这样千米深竖井将逐渐增多。
1.2千米深竖井施工，主要测量工作是地面控制测量并标设竖井井筒中心及控制井筒质量。
浅竖井施工测量技术简单，国内外都有较多的成功经验，这些成果较好地满足了浅竖井矿山生产的需要，但千米深竖井的施工会受到各种自然条件的限制，如高温、地压、淋水及突水等，如何确保千米深竖井施工测量技术适应自然条件的变化和测量技术满足千米深竖井施工机械化作业的需要是当今世界测绘专业技术人员研究的重大课题。
1.3我单位从冬瓜山铜矿六条深井施工中，通过技术攻关，解决了一系列技术难题，形成了一套千米深井施工测量方法。
该方法成功地指导了冬瓜山铜矿2条千米深井的施工，大大缩短了矿山建设的工期，为矿山建设早投产、早收效提供了有力的保证，该项技术安全可靠，达到了国内领先的水平。
2测量方法2.1利用全站仪、水准仪进行空间点的三维坐标定位，形成整个空间三维坐标系。
2.2使用一套机动钢丝绳联接旋转器快速稳定指向装置，指导千米深井井筒的掘砌测量工作。
2.3与传统的测量方法相比，该工法施工测量方便，施工速度快，测量精度高，降低了成本，提高了工效，精度上可靠，作业安全。
3施工工艺流程及操作要点3.1工艺流程见下图3.2操作要点3.2.1测量准备(1)所有测量仪器、器具准备齐全并按照《中华人民共和国计量法实施细则》规定检验合格。
(2)审核施工图，编制千米深井施工方案，并进行技术和安全交底。
(3)落实人员、设施与材料。
(4)收集专业测绘单位提供的平面坐标、方位和高程控制成果资料。
(5)现场测量控制点位,并做好控制点的保护,资料齐全。
(6)定位定向依据的复核。
(7)用坐标反算法核对所给测量控制点的边长和方位角。
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中图分 类号 ： Ｔ Ｄ １ ７ 文献标 志码 ： Ａ
随着 煤 炭 资源 的高 强度 开 采 ， 我 国浅 部 煤炭 资 源 日益 减 少 ， 煤 矿 开 采 深度 由最 初 的浅 部 ２ ０ ０～ ３ ０ ０ ｍ逐 步发 展 到 深 部 ７ ０ ０—８ ０ ０ ｍ， 部分 煤 矿 开 采 深度 已达 １ ｋ ｍ以上 。 目前 。对 于 千 米 深井 的 开采 沉 陷 规律 研 究 成果 极 少 。 深部 开 采 与浅 部 开采 相 比 ， 其 覆 岩 综 合 岩性 和 应 力状 态 发 生 较大 变 化 ， 开 采 沉 陷 规 律 与 浅 部存 在 较 大差 异 ， 现 有 的地表 移 动 预测 理 论 不 能 满 足 深部 开 采 的需 要 。因此 ， 需 要 研 究 深部 开采 的地 表沉 陷规律 。 徐 州矿 区煤 炭 资源 经 过大 规 模 开 发 ， 目前 后备 煤炭 资源 匮乏 ， 各 矿井逐 渐进 入 深部 资源 开发 阶段 ， 如夹 河煤 矿 开采 深度 达 １ ０ ５ ０ ｍ， 庞 庄煤 矿 张小 楼井 开采 深 度达 １ ０ ６ ０ ｍ。为 了研究 深 部开 采沉 陷 规律 ，
距３ ５ ｍ左 右 。
观测 站 从 ２ ０ ０ ３ 年 ４月进 行 了首 次 全 面 观测 ， 整
个 观 测站 的测 量工作 分 为全 面观测 和 日常水 准测量 两种 形 式 ， 日常水 准观 测按 四等 水准 测 量 的要 求进 行 。走 向线 进行 水 准测 量 ２ ０ 次， 倾 向线进 行水 准测
７ ５ ２ ０ ４、 ７ ５ ２ ０ ６ ７ ５ ２ ０ ８ ７ ５ ２ １ ０ ７ ５ ２ １ ２ 、 ７ ４１ ０ ７、 ７ ４ １ ０ ５
．
限于篇幅， 各动态倾斜 、 曲率曲线略。
根 据地 表 动 态沉 陷变形 曲线 ， 结 合 工作 面 开采
顺序 可得 到 以下结论 ：
２
Ｎ Ｓ ２ ０ 点。
煤
炭
科
技
２ ０ １ ３ 年第 ４ 期
率 产生 了较 为 明显 的影 响 ， 曲率变 形一 般 小 于浅 部 开 采情 况 。观测 线 实测 地 表 变形 最 大 值 如表 １
所列 。
表１ 实测地表 变形最大值
由 于 观 测 站 下 方 工 作 面 为 ３个 煤 层 共 采 工 作 面， 在不 考 虑 ２ 煤工 作 面 情况 下 ， ７ 、 ９ 煤 累计 采 厚 为
煤为 ３ ． ０ ｍ左右 。上 覆 岩层 以砂 岩 、 砂 页岩 为 主 ， 属 中硬岩层 ， 表土层厚 平均 １ ２ ０ ｍ， 平 均 开 采 深 度 为
１ ０５ ０ ｍ。
１ ． ２ 观测站情况
根据 本 区地 表情 况 ， 观 测 站在 该 区 井 田中心沿 地表 乡 村公 路 设 置 了一 条 东 西线 和一 条 南北 线 ， 东 西线 布 设测 点 ５ ３ 个， 南 北 线 布设 测 点 ３ ０ 个， 测 点 间
２ ． １ ． １ 地 表 下沉 曲线特征 地 表下 沉 值 随着 开 采进 度 逐 渐增 大 ， 最 大 下沉
７ ５ ２ ０ ７ 、 ７ ５ ２ ０ ９ 、 ７ ５ ２ １ １ 等 工作 面 。９ 煤开采了 ９ ４ ９ 、
９ ４ １ ０ ７ 、 ９ ５ ２ ０ ０ 、 ９ ５ ２ ０ ４ 、 ９ ５ ２ ０ ９ 、 ９ ５ ２ ０ ７ 等 工作 面 。
量１ ６ 次， 观测精度符合规程要求 ， 结果可靠。
徐矿集团在庞庄煤矿张小楼井一 １ ０ ２ ５ ｍ西一下 山采 区上方 建 立 了地 表 移动 观测 站 。
２ 地表动态移 动规律分析
２ ． １ 地表动态 移动变形 的曲１ ． １ 井下开 采工作面情 况
２ ０ １ ３ 年第 ４ 期
Ｎｏ ． ４ ２０１ ３
煤
炭
科
技
ＣＯＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
文童编号 ： １ ０ ０ ８ — ３ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ０ １ － ０ ４
千米深部 开采沉陷规律实测研 究
王 勇 ， 谭志祥 ， 李培现
（ １ ． 徐 州矿 务集 团有 限公 司 庞庄 煤 矿 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ ４ １ ； ２ ． 中 国矿业 大 学 环境 与 测绘 学 院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ ０ ０ ８ ）
摘
要： 徐矿 集 团在 庞庄 煤矿 张 小楼 井一 １ ０ ２ ５ ｍ西 一下 山采 区上 方建 立 了地 表 移动观 测站 ， 通
根 据观 测 站 实测 地 表数 据 ， 通 过 计 算得 到 受 多 工作 面 多 煤层 开 采 影 响下 的地 表 动态 移 动 曲线 图。
庞庄 煤矿 张 小楼 井一 １ ０ ２ ５ ｍ西一 下 山采 区位 于 井 田西 北 部 ， 可采煤层为 ２ 、 ７ 、 ９ 煤 。２ 煤 只 开采 了 ２ ４ ９ 、 ２ ４ ３ ０ ２两 个 工 作 面 。 ７煤 已 开 采 了 ７ ５ ２ ０ ２ 、
值点随开采进度由下山边界外侧逐渐向采空区中央
移 动 。末 次 观测 东 西线 最 大 下沉 值 为 ２ ２ ３ ５ ｍｍ， 位 于Ｅ Ｗ３ ９点 ； 南北线最 大下沉值为 １ ４ ０ １ ｍｍ， 位 于
各 工作 面均 采用走 向长壁 全部 冒落 法开 采 。实 际 开采 厚 度 ２ 煤为 ２ ． ０ ｍ左 右 ， ７ 煤为 ２ ． ５ ｍ左右 ， ９
过对观测资料 的整理分析， 获得 了该 区条件下千米深部开采沉陷规律 ， 并求取 了相关角值参数
和概 率 积分 法预 计参数 。研 究成果 为今 后徐 州矿 区深 部“ 三下” 采煤 和保 护煤柱 留设 等提供 了 科 学的依据 ， 并可为 类似条件矿 区提供 借鉴 。
关键词 ： 千米深 井； 徐 州矿 区； 开采沉陷； 角值参数 ； 预计参数
随着 煤 炭 资源 的高 强度 开 采 ， 我 国浅 部 煤炭 资 源 日益 减 少 ， 煤 矿 开 采 深度 由最 初 的浅 部 ２ ０ ０～ ３ ０ ０ ｍ逐 步发 展 到 深 部 ７ ０ ０—８ ０ ０ ｍ， 部分 煤 矿 开 采 深度 已达 １ ｋ ｍ以上 。 目前 。对 于 千 米 深井 的 开采 沉 陷 规律 研 究 成果 极 少 。 深部 开 采 与浅 部 开采 相 比 ， 其 覆 岩 综 合 岩性 和 应 力状 态 发 生 较大 变 化 ， 开 采 沉 陷 规 律 与 浅 部存 在 较 大差 异 ， 现 有 的地表 移 动 预测 理 论 不 能 满 足 深部 开 采 的需 要 。因此 ， 需 要 研 究 深部 开采 的地 表沉 陷规律 。 徐 州矿 区煤 炭 资源 经 过大 规 模 开 发 ， 目前 后备 煤炭 资源 匮乏 ， 各 矿井逐 渐进 入 深部 资源 开发 阶段 ， 如夹 河煤 矿 开采 深度 达 １ ０ ５ ０ ｍ， 庞 庄煤 矿 张小 楼井 开采 深 度达 １ ０ ６ ０ ｍ。为 了研究 深 部开 采沉 陷 规律 ，
距３ ５ ｍ左 右 。
观测 站 从 ２ ０ ０ ３ 年 ４月进 行 了首 次 全 面 观测 ， 整
个 观 测站 的测 量工作 分 为全 面观测 和 日常水 准测量 两种 形 式 ， 日常水 准观 测按 四等 水准 测 量 的要 求进 行 。走 向线 进行 水 准测 量 ２ ０ 次， 倾 向线进 行水 准测
７ ５ ２ ０ ４、 ７ ５ ２ ０ ６ ７ ５ ２ ０ ８ ７ ５ ２ １ ０ ７ ５ ２ １ ２ 、 ７ ４１ ０ ７、 ７ ４ １ ０ ５
．
限于篇幅， 各动态倾斜 、 曲率曲线略。
根 据地 表 动 态沉 陷变形 曲线 ， 结 合 工作 面 开采
顺序 可得 到 以下结论 ：
２
Ｎ Ｓ ２ ０ 点。
煤
炭
科
技
２ ０ １ ３ 年第 ４ 期
率 产生 了较 为 明显 的影 响 ， 曲率变 形一 般 小 于浅 部 开 采情 况 。观测 线 实测 地 表 变形 最 大 值 如表 １
所列 。
表１ 实测地表 变形最大值
由 于 观 测 站 下 方 工 作 面 为 ３个 煤 层 共 采 工 作 面， 在不 考 虑 ２ 煤工 作 面 情况 下 ， ７ 、 ９ 煤 累计 采 厚 为
煤为 ３ ． ０ ｍ左右 。上 覆 岩层 以砂 岩 、 砂 页岩 为 主 ， 属 中硬岩层 ， 表土层厚 平均 １ ２ ０ ｍ， 平 均 开 采 深 度 为
１ ０５ ０ ｍ。
１ ． ２ 观测站情况
根据 本 区地 表情 况 ， 观 测 站在 该 区 井 田中心沿 地表 乡 村公 路 设 置 了一 条 东 西线 和一 条 南北 线 ， 东 西线 布 设测 点 ５ ３ 个， 南 北 线 布设 测 点 ３ ０ 个， 测 点 间
２ ． １ ． １ 地 表 下沉 曲线特征 地 表下 沉 值 随着 开 采进 度 逐 渐增 大 ， 最 大 下沉
７ ５ ２ ０ ７ 、 ７ ５ ２ ０ ９ 、 ７ ５ ２ １ １ 等 工作 面 。９ 煤开采了 ９ ４ ９ 、
９ ４ １ ０ ７ 、 ９ ５ ２ ０ ０ 、 ９ ５ ２ ０ ４ 、 ９ ５ ２ ０ ９ 、 ９ ５ ２ ０ ７ 等 工作 面 。
量１ ６ 次， 观测精度符合规程要求 ， 结果可靠。
徐矿集团在庞庄煤矿张小楼井一 １ ０ ２ ５ ｍ西一下 山采 区上方 建 立 了地 表 移动 观测 站 。
２ 地表动态移 动规律分析
２ ． １ 地表动态 移动变形 的曲１ ． １ 井下开 采工作面情 况
２ ０ １ ３ 年第 ４ 期
Ｎｏ ． ４ ２０１ ３
煤
炭
科
技
ＣＯＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
文童编号 ： １ ０ ０ ８ — ３ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ０ １ － ０ ４
千米深部 开采沉陷规律实测研 究
王 勇 ， 谭志祥 ， 李培现
（ １ ． 徐 州矿 务集 团有 限公 司 庞庄 煤 矿 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ ４ １ ； ２ ． 中 国矿业 大 学 环境 与 测绘 学 院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ ０ ０ ８ ）
摘
要： 徐矿 集 团在 庞庄 煤矿 张 小楼 井一 １ ０ ２ ５ ｍ西 一下 山采 区上 方建 立 了地 表 移动观 测站 ， 通
根 据观 测 站 实测 地 表数 据 ， 通 过 计 算得 到 受 多 工作 面 多 煤层 开 采 影 响下 的地 表 动态 移 动 曲线 图。
庞庄 煤矿 张 小楼 井一 １ ０ ２ ５ ｍ西一 下 山采 区位 于 井 田西 北 部 ， 可采煤层为 ２ 、 ７ 、 ９ 煤 。２ 煤 只 开采 了 ２ ４ ９ 、 ２ ４ ３ ０ ２两 个 工 作 面 。 ７煤 已 开 采 了 ７ ５ ２ ０ ２ 、
值点随开采进度由下山边界外侧逐渐向采空区中央
移 动 。末 次 观测 东 西线 最 大 下沉 值 为 ２ ２ ３ ５ ｍｍ， 位 于Ｅ Ｗ３ ９点 ； 南北线最 大下沉值为 １ ４ ０ １ ｍｍ， 位 于
各 工作 面均 采用走 向长壁 全部 冒落 法开 采 。实 际 开采 厚 度 ２ 煤为 ２ ． ０ ｍ左 右 ， ７ 煤为 ２ ． ５ ｍ左右 ， ９
过对观测资料 的整理分析， 获得 了该 区条件下千米深部开采沉陷规律 ， 并求取 了相关角值参数
和概 率 积分 法预 计参数 。研 究成果 为今 后徐 州矿 区深 部“ 三下” 采煤 和保 护煤柱 留设 等提供 了 科 学的依据 ， 并可为 类似条件矿 区提供 借鉴 。
关键词 ： 千米深 井； 徐 州矿 区； 开采沉陷； 角值参数 ； 预计参数