东部矿区开采深度对地表移动参数的影响规律研究.pdf

第29卷第8期 2020年8月 中国矿业 CHINA MINING MAGAZINE Vo l. 29,No . 8 Aug 2020 东部矿区开采深度对地表移动参数的影响规律研究 王永华12,张 旺3,张代军12,阎跃观3,髙翔宇3,吕志强2 1.唐山开滦林西矿业有限公司，河北唐山063103； 2.开滦集团有限责任公司，河北唐山063018； 3.中国矿业大学北京地球科学与测绘工程学院，北京100083 摘 要目前我国很多东部矿区浅部煤炭资源逐渐枯竭，开采深度逐年增加，部分矿区已达到千米采深, 矿区地表移动规律及其参数随采深增加发生了明显的变化。本文基于大量实测数据，分析比较了东部矿 区深部开采条件下的地表移动参数与浅部开采的差异。结果表明随着开采深度增加，边界角和移动角增 大，下沉系数逐渐减小，而水平移动系数、主要影响角正切和拐点偏移系数均有所增大，得出了部分参数随 宽基比、深厚比变化的规律，并建立了相应的拟合函数关系。 关键词东部矿区；开采深度；地表移动角量参数；预计参数；影响规律 中图分类号TD327 文献标识码A 文章编号10044051202008013305 Influence6of6urface movement parameter6due to mining depth in ea6tern mining area WANG Yo nghua112, ZHANG Wa ng3 , ZHANG Da ijun112 , YAN Yuegua n3 , GAO Xia ngyu3 , LYU Zhiq ia ng2 1. Ta ngsha n Ka ilua n Linxi Mining Co . , Ltd. , Ta ngsha n 063103 , China； 收稿日期收稿日期2019-09-03 责任编辑责任编辑刘硕 基金项目基金项目国家自然科学基金项目资助编号 51404272 第一作者简介第一作者简介王永华1964 ，男，河北滦县人，副总工程师，从事矿井设计、沉陷监测等方面的研究,E-ma il wa ngyo nghua ka ilua n. co m. cn。 通讯作者简介通讯作者简介阎跃观1981 D为开采宽度；H。为平均采 深;I为松散层厚度。 3.1边界角与宽基比的关系 结合已有 , 边界角乱、上山 边界角兀、 边界角仇与 基比的拟合关系曲线 （图1〜3）。由图1〜3可知，走向边界角和下山边 界角血与宽基比均 关系，下山边界角血利 基 性关 斜率小于0。但 边界角 乱、上山边界角兀、下山边界角血，均随着宽基比的 减小， 程度（宽基比）越大，边界角就 越小。 表4不同深度工作面的角量参数 Table 4 Angular parameters of working faces with different depths 表5不同深度工作面的预计参数 Table5 Predictingparameterso2working2aces withdi2erentdepths 下沉 水平移主要影响拐点偏 开采影响 类别 系数动系数角正切移系数传播角 q b ta n S/H “o / H“400 m 0.92 0.28 1.98 0. 053 90〜0.51a 400 mH“700 m 0. 83 0. 33 2.15 0.073 84.1 类别 综合边界/（） 综合 / 5070 0 5 7 H“400 m 50.1 46. 4 53.168.660.469.0 400 mH“700 m 52.051.451.573.270.464.8 700 mH“1 000 m 57.054.055.170.871.571.6 700 mH“1 000 m 0.72 0. 382. 25 0.112 85.9 70 ♦ 3 49.61 D/R-13 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 DIHj 图1走向边界角和宽基比D/H的拟合曲线 Fig. 1 Fitting curves of striking boundary angle 0 and width-bedrock ratio D/H 3.2移动角与宽基比的关系 绘制走向移动角5、上山移动角7和下山移动 角％与宽基比的拟合关 如图4〜6所示。由 图4〜6可知，走向移动角5、上山移动角y和宽基 均呈二次函数关系， 5随着 程度 （宽基比）的 减小后 ， 7随着 基比的 一直减小， 基比的 。 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 D/H J 图2上山边界角y。和宽基比D/H的拟合曲线 Fig. 2 Fitting curves of uphill boundary angle y0 and width-bedrock ratio D/H 70 0-6.38 lnD/R 49.62 30 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 DIHj 图3下山边界角和宽基比D/H的拟合曲线 Fig. 3 Fitting curves of downhill boundary angle 卩。and width-bedrock ratio D/H 图4走向移动角和宽基比D/Hj的拟合曲线 Fig. 4 Fitting curves of striking moving angle and width-bedrock ratio D/H 3.3下沉系数与宽基比、深厚比的关系 沉 q与宽基比D/Hj的合 沉 系数q与深厚比（H。一I）/M的拟合 如图7和 图8所 。 由 图7 图 8 知， 沉 q 与 基 D/Hj 函数关系，且下沉 q随着宽基 比D/H的 ，最后 水平。下沉 136中国矿业 第29卷 系数q与深厚比H0I/M的关系则为随着采煤 深厚比的 ，下沉 q减小，且减小的 后慢，曲线最后 水平。 图5上山移动角“和宽基比的拟合曲线 Fig. 5 Fitting curves of uphill moving angle “ and width-bedrock ratio D/H 80 75 60 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 D/Hj 图6下山移动角0和宽基比D“ 的散点图 Fig. 6 Fitting curves of downhill moving angle 0 and width-bedrock ratio D/H 图7下沉系数q与宽基比D“ 的拟合曲线 Fig. 7 Fitting curves of subsidence coefficient q and width-bedrock ratio D/H 图8下沉系数q与深厚比Ho-/M的拟合曲线 Fig. 8 Fitting curves of subsidence coefficient q and depth-thickness-ratio Ho / 4结论结论 1 根据地表移动特征和矿山压力等特性，将开 采深度分为三类，小于400 m、400〜700 m、大于 700 m,并分析 矿区不同开采深度地表 参 参数的变化规律随 深度 ，边界 ，下沉 逐渐减小，而 水平 、主要 偏 均 有所 。 2 研究了部分地表移动参数与宽基比、深厚比 的关系走向边界角乱、下山边界角“。和上山边界 ,0均随着宽基比D/H的 减小。走向移 随着宽基比D/H的增大先减小后增大，上 ,随着宽基比DH 的 一直减小，下 山移动角仔受宽基比D/H的影响不明显。下沉系 数q随着宽基比DH 的增加而增加，随深厚比 CH0h/M的增加而减小，且当宽基比D/H或深 厚比H0h/M 到一定程度时，下沉 q趋 一个定值。 参考文献参考文献 1何满潮深部的概念体系及工程评价指标J*.岩石力学与工 程学报,2005,24162854-2858. 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