煤矿地下开采引发地面塌陷的危险性评估

其强度与煤层厚度 、 角、 倾 采深 、 采厚 、 上覆 岩层 长度 ７６ｍ－８９ｒ， ０ － １ 宽度 １２ｍ－２ ３ｍ， ｎ ４ － １ 垂直深度 ３ ６ｍ－４ ８ｍ， 和 冒落而造成 的 ， ７ － ０ 厚度和性质 、 散层厚度 、 松 开采 方式等密切 相关 。根据我 国多数 可采煤层平均厚度 １７ ．９ｍ～２ ９ ．１ｍ。平均埋深 ２ ０ｍ左右 。 ８ 可 该 煤层顶 、 底板岩石均属于层状 结构类型 ， 抗压强度分别 为 ： 顶 矿区塌陷规律 的研究 ， 以用深厚 比来概 略评估 塌陷 的程度 ， 越容易产 生地 面塌 陷。通过井田范 围的控煤钻孔统计 ， 板 ２ ．６ＭＰ ， 板 ４ ．９ＭＰ 。按 建 工 系 统 标 准 分 类 ， 板 属 于 比值越小 ， ８０ ａ底 １４ ａ 顶 计算其深厚 比为 ３ ． ， ４６ 预测区内可能出现 中等程度的地表变形。 软质岩石 ， 底板属于中等硬度岩石 。 矿区建设初期经地质勘测 发现两条 断层 。Ｆ 断 层为一 推测 ４ 采 空塌 陷的危 害性评估 采 空 塌 陷是 一 个 动 态 变 化 的 过 程 ， 经 历 起 始 阶 段 、 要 活跃 阶 整断层 ， 走向北东 ～西南 ， 倾向 １０ ， ３ 。倾角 ７ 。断距大于 ７ ０， ０ｍ。Ｆ ２ 断层为一实测正断层 ， 处于井 田深部 ， 呈北北东 ～南西西 向延伸 ， 段和衰退阶段 。塌 陷区随采空 区的扩 大而扩大 ， 陷盆地在出现 沉 其危害性表 现在盆地扩 倾 向 ３０， ０ 。倾角 ６ 。断距 大于 １ ０ｍ， ２， ３ 断层带被 同期侵入辉绿 岩脉 后也有一个 自小到大的水平扩展 的过程 ，
８ ５ｍ。塌陷区的中心点倾 斜 势总体北高南低 ， 海拔 ２ ７ １ ｍ－２ ４／， ６ Ｔ 自然植被不发育 ， Ｉ 多为灌木 Ｈ＝２０ｍ。计算求得影 响半径 Ｒ＝７ 角 为 ３ 。 算 南 东 侧 边 界 以 储 量 边 界 外 推 ３ ３ｍ。 ７。推 ７ 和 人 工 林 ， 作 物 以 玉米 为 主 。 农 根据 以上原则 ， 经计算预测塌陷面积约为 ０ ５６ｋ 。 ．２ ｍｚ 矿山含煤地层主要为侏 罗系上统二道梁子 组（ ）走 向近北 Ｊ ，
ｔｎ ａ 口＝ Ｈ ／ 。 Ｒ
２ 自然环境 条件及 地质环 境条 件
陆性季风气候区。区内水 系不 发育 ， 多为 降雨 后的地表径 流。地
其中 ， 为走 向主断 面上走 向边 界采深 ； 为地面塌 陷影响 Ｈ Ｒ
矿 区位 于 长 白 山系 吉 林源自文库哈达 岭 低 山 丘 陵 区 ， 中温 带 东 亚 大 半 径 ； 为 移 动 角 。 属 依据经验数据 ， 上述各参数 如下 ： 移动角 ＝７ 。 ５ 。平均采 深
关 键 词 ： 矿 开 采 ， 面塌 陷 ， 险性 预 测 ， 治措 施 煤 地 危 防 中 图分 类 号 ： Ｕ４ ４ Ｔ ３ 文 献 标识 码 ： Ａ
１ 概述
长岭煤矿含煤地层主要为二道 梁子组 （ ）埋深平 均 ２ ０ｒ ｋ ， ８ ｎ
底板 属于 中等硬度岩石 。矿井现 煤层井下开采 引发 的地 面塌 陷是煤层 开采普 遍存在 的环境 左 右。煤层顶板属于软质岩石 ， 为斜井开拓方式 ， 向长壁式 （ 走 崩落法） 采煤方法。 工程地质问题 ， 它对城 市、 交通等会产生严重 的影 响， 对耕地的破 现 场 调 查 发 现 在 井 田采 空 区 上 方 已 经 出 现 了长 约 ５ ０ｍ， ０ 宽 坏也不容忽视 。在矿山开采前 ， 应做好开 采可能引发地 面塌陷 的 ｍ－ ｍ， ０ｃ － ０ｃ 已对 当地 评估工作 ， 对开采时采 取有效控制地 面塌 陷工作有一定 的指导意 约 ２ｃ －５ｃ 深约 １ ｍ－２ ｍ的非构造性地裂缝 ， 的耕地和房屋造成了破坏 ， 影响 了当地农民的正常生产和生活。 义 。 长岭 煤 矿 位 于 双 阳 区 北 东 ２ 。 向 的 长 岭 乡 前 双 顶 子 村 境 ９方
． 内， 与双阳区直距 １ ｍ处 ， ６ｋ 中心地理位置为 ： 东经 １５４ ９ ； ２ 。５３ 北 ３ １ 地面 塌 陷范 围的计算
纬 ４ 。６３ ３３ ５。矿山开发于 １９ ９ ３年 ，９ ５年 １ １９ 月正 式投产 。矿井 由于煤层走 向长 度受 断层控制 ， 预测 塌陷 区北 西侧 以 Ｆ 断 １ 原设计能力为 ６ ｔ年 ，０６年核定生产 能力 为 ７ ０ ／ ， 层为界 ， 东侧 和南 西侧 以储量边 界外推 影响半 径为界 ， ｘ１ ／ ２ ０ ０ １ ｔ年 ｘ 北 南东侧 属小型矿山。开拓 方式 为片 盘斜井 ， 采煤 方法 为走 向长壁 后退 以储 量 边 界 外 推 影 响 角 范 围为 边 界 。 式， 全部塌落法管 理顶板 。井 田面积 约为 ０ ５ ０４ｋ 。矿 区地 ．５ ｍ２ 表大部分为耕地 ， 少部分为居 民地 。 依据工程地质手册 中的主要影 响角正切 ｔ ｐ公式来计算 ： ａ ｎ
煤 矿 地 下 开 采 引 发 地 面 塌 陷 的 危 险 性 评 估
马 晓艳 田 宇 王 寅冬
摘 要： 以长春市双 阳区长岭煤矿地 质灾害危 险性评估为例 ， 介绍 了煤矿采 空引发地面塌陷危险性预 测评估 的基本 内容 及评估深度， 并提 出了较全面的矿 区采 空塌陷的防治措施 ， 可以为矿 井开采后 防治地面塌陷提供指导。
． 东～南西 ， 倾向南东 ， 浅部倾角 ４ 。 ５左右 ， 向深部变缓 ， 一般在 ２ 。 ３ ２ 未来塌 陷 的地 表 变形特征 ５～ 矿区塌陷灾害主要是 由于采空 区上 覆岩土体发生变形 、 破裂 ３ 。 四个可采煤层 ， ５。含 按从上到下为① ， ， ， ② ③ ④煤层。巷道控制
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第３ ６卷 第 １ ２期 ２ ０ １０年 ４ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０ ． ６Ｎｏ １ １３ ． ２ Ａｐ ． ２ ０ ｒ ０１
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ １ —１００ １０ ．８ ５ ２ １ ２０ ２ 。２ Ｊ