采煤区覆岩与地表沉陷控制技术研究及展望
赵德深 范学理 刘文生
(辽宁工程技术大学)
【摘 要】 煤矿开采引起覆岩及地表沉陷的控制理论与技术研究是涉及全球性灾害学科的研
究内容之一。笔者通过对采动覆岩破坏特征的分析,提出了覆岩破坏与移动的“竖四带”的分区模式;并在评述传统控制技术及效果的基础上,介绍了覆岩与地表沉陷控制的新技术——离层注浆技术的原理、特点及应用前景。
【关键词】 竖四带 覆岩与地表沉陷 控制技术1 矿区开采引起的覆岩与地表沉陷特征
地下煤炭采出后,在岩体内部形成了一个人为的空间,岩体内的原有应力平衡状态受到破 H K —可充填离层带;H b —不可充填离层带;H L —离层发展最大高度图1 覆岩破坏与移动的竖向分带示意图坏,经应力重新分布再达新的平衡。这是一个
极其复杂的物理力学变化过程。首先表现为
直接顶的断裂、破碎、垮落,其高度通常为煤
层采出厚度的(3～5)倍;而老顶则以梁(板)
弯曲的形式沿层面法线方向移动、弯曲,并伴
有横向及竖向裂缝出现,或在沿层面方向产
生离层。随着工作面的推进,这种破坏特征逐
渐向上部岩层扩展,一般可达到(10～30)
M (M —采厚)。传统的研究成果认为,在导
水裂缝带上方的岩体仅以整体移动的方式参
与岩体内部应力场的重新平衡过程[1]。但笔者多年研究的成果
[2]、[3]表明,在导水裂缝带的上图2 地表沉陷盆地示意图
方、整体移动带的下方存在一个具有相当厚度的岩
层簇,在该簇中,沿层面的离层非常丰富,且各岩层
的连续性很好,不产生竖向裂缝,形成一个独立的变
形区域——离层带。此结论,是在对研究覆岩破坏、
移动规律方面的一项重要突破。如此,给出覆岩破坏
竖向分带的新模式(图1),即四带分区模式。分带的
重要意义是将离层产生的范围以区域性的概念展现
出来,为离层充填技术的诞生奠定了理论基础。随着工作面的推进,采空区上方覆岩的破坏及移动程度不断加剧,且向上扩展,高度不断第8卷第3期1998年6月 中国安全科学学报China Safety Science Journal V ol.8No.3Jun.1998 副教授、在读博士生国家教委优秀青年教师基金资助项目
加大。当工作面推进距离超过0.4H(H —平均采深)时,岩层的移动传至地表,形成以移动与变形为主的下沉盆地。当采空区工作面推进距离超过1.2H 时,地表形成平底形盆地,达到充分采动程度(图2)。
2 地表沉陷造成的危害
煤炭的开采给人类带来了巨大益处,也给人类赖以生存的环境造成破坏,其突出表现在:
1) 地面建筑及设施的损害
我国煤年产量近14亿吨,其中相当部分从建筑物下、铁路下及水体下开采而得。“三下”采煤直接危害着地面的建筑与设施。例如,我国抚顺矿区特厚煤层开采,给车辆厂、石油一厂、发电厂、挖掘机厂等造成不同程度的损害,甚至停产或被迫移址。本溪矿区职工医院,受采动危害,墙体严重开裂,不能正常就诊;学校楼房受采动影响,使学生不能上课。国外的事例也较多,例如,德国因开采影响造成铁轨悬空,引起房屋毁坏[1];波兰巴库依钢铁公司,由于地下采煤,尽管采取了积极的防护措施,仍造成了天车轨道两端竖向高差达620mm 之多[4],等等。
2) 对土地及环境的危害
矿物开采另一个严重后果,是对土地及环境的影响。如:大面积耕地受到破坏;平原地区塌陷区内积水;地表水位下降,致使生活及灌溉用水困难;山地滑坡及环境污染等,生态及经济损失巨大。据不完全统计,我国每采1万吨煤炭就要有近4亩的耕地被毁坏,造成减产或绝产,被毁耕地在我国已超过600km 2[1]。一个中型矿井为此付出的赔偿每年达近亿元。
3 传统开采沉陷控制技术及其效果
矿山开采地表沉陷是受扰动覆岩破坏、移动与变形等力学过程在地表的最终显现。为此,应从根本上控制覆岩的下沉。多年来,国内外学者、专家及工程技术人员针对具体的地质采矿条件及保护对象,研究出了许多覆岩控制技术,解决实际工程问题,并取得了良好效果。
1) 完全充填采空区开采技术
这是一项在国内外成功的技术。其特点是既减小覆岩破坏高度,又减少地表沉陷量。如采用密实充填时,地表最大下沉量仅为采出煤厚的(8～15)%。根据不同情况,可选带状充填、矸石充填、风力充填、水沙充填等。我国抚顺是该技术取得经验最多的矿区,采用水沙充填开采法实现了车辆检修厂、炼油厂等建筑物下的安全采煤;焦作寅马庄矿风力充填保证了村庄下采煤;蛟河矿用矸石充填在稻田下采煤等等。波兰用充填法采出了建筑物下压煤总量的80%;日本、西德、法国、美国、比利时及前苏联等国都获得成功。充填方法的致命缺点是需专门充填系统和设备,并有足够的充料来源,工艺复杂,不利于机械化生产,生产成本增大(20～30)%。
2) 局部开采技术
主要包括条带开采、房柱式开采、限厚开采及留设保护煤柱等方法。这些方法对于减弱覆岩破坏程度与地表沉陷量、保护地面建筑设施无疑是一种非常有效的措施。我国抚顺、阜新、蛟河、鹤壁、丰城等矿区均采用过局部开采法在水体下、工厂、村庄、铁路及隧道下采煤,达到了预期的效果。但其最大缺点是采出率低,一般在50%以下,资源浪费严重。
?52?中国安全科学
学报China Safety Science Journal 第八卷1998年
4 离层充填技术
覆岩离层充填减缓地表沉陷技术,是笔者在80年代与抚顺矿务局共同开发的新技术。其理论可靠、技术路线合理、操作简单、实效显著,于1992年获得国家发明专利权,目前正在全国范围内推广应用。实践证明,该技术对地面沉陷的控制效果极为显著。在抚顺老虎台矿3个采区的工业性试验,保护了14万m 2的各类建筑物、铁路、公路、管道等设施,地表最大沉陷量减少了65%,创经济效益5000多万元;开滦、华丰、大屯、东滩等矿区应用离层充填技术,均取得很好的效果。该技术在平原地区的应用,意义尤为重大,如兖州济二矿区内地势非常平坦,高差仅为1m 左右,井田范围内除56个村庄外,均为农田、高压线路及大小河流。据预测,待煤炭全部采出后,近乎全部矿区地表(93km 2)将遭到不同程度的破坏。若矿方对这些损害予以消极的防治或赔偿,将损失(70～80)亿元巨额资金(其中仅搬迁高压线一项就需资金5000多万元)。为此,目前正在该矿实施离层充填技术,预计每年可减少2000多万元的损失。
1) 覆岩离层充填技术的原理
通过钻孔向覆岩中的离层带注入液态充填材料,并以点源式流动规律充满整个离层空间[5],阻止上覆岩层的继续下沉,最终达到控制地表沉陷的目的。该技术的理论基础是采动覆岩拱梁(板)式平衡模型[2]。据资料[2]、[3]分析,采空区正上方形成应力平衡拱,拱内岩层的自重作用产生弯曲下沉。当层面拉应力大于其抗拉极限强度时(即 拉> 极),沿层面形成离层(带)。其上部离层带中的岩层连续性好,隔水性强,称为可充填离层带;下部的岩层失去连续性,产生竖向裂缝,隔水性差,与导水裂隙带有较好的联通性,称为不可充填离层带(图1)
。
图3 离层充填系统示意图图4 各类沉陷控制技术对比图
2) 离层充填技术的特点及效益指标
离层充填技术的问世,为覆岩及地表沉陷控制开辟了新途径。其主要优点在于: 不在井下采取措施,无须改变现有的矿井开拓系统,不干扰井下正常生产; 设备简单且易于操作,投资少(吨煤成本增加幅度不超过2.0元); 效果明显,可使地表下沉系数控制在0.2～0.3范围内; 治理与环保相结合,在控制岩层与地表沉陷的同时,又为电厂粉煤灰找到地下排泄场,保护了环境; 应用灵活,该技术不仅可单独实施,还可与其它措施联合应用,效果更佳。覆岩离层充填工艺流程,如图3所示。
5 展 望煤炭是我国的主要能源,占一次能源消耗的70%,遍布全国各地。其中东北地区由于历史?53?第三期 赵德深等:采煤区覆岩与地表沉陷控制技术研究及展望
原因,早已开采,现已开始萎缩;中西部地区处于正在开发或准备开发阶段。然而,所有采矿活动都不同程度地危害着地面建筑设施及生态环境,平原地区则更突出地对农田危害,而山区地表滑坡通常对民宅及环境造成破坏。我国正处在煤炭开发强度很大的时代,在农业基础薄弱、生态环境日见恶化、人均耕地及人均资源相对不足的背景下,如何解决煤炭资源开采与所造成的地表沉陷及环境保护的矛盾已成当务之急。防治的根本途径在于控制覆岩下沉,从而实现矿产资源的充分利用及生态环境的保护[6]。但每一种覆岩控制手段都不是绝对完美的,各有利弊。从图4可以看出,离层注浆技术显然更为合理。我国著名学者刘天泉院士曾预测,覆岩离层注浆减缓地表沉陷技术将成为21世纪控制地表沉陷的主要途径之一。
(收稿日期:1997年12月;作者通讯地址:辽宁阜新市;辽宁工程技术大学277信箱;邮政编码:123000)
参考文献
1 何国清、杨伦等.矿山开采沉陷学.徐州:中国矿业大学出版社,1991.
2 赵德深.“开采空间在覆岩中的传播规律”(硕士学位论文).阜新矿业学院,1986.6.
3 范学理、赵德深、刘文生等.“覆岩离层注浆减缓地表沉降保护建筑群技术研究”(总结报告).辽宁工程技术大学,1996.12.
4 . . !?#. . !?#?%.矿山开采对自然界与工程设施有害影响研究(译文).矿床综合开发的技术经济效益,1995,6.
5 赵德深、苏仲杰、隋会权等.覆岩离层注浆减缓地表沉降技术的实验研究.煤炭学报,1997,6.
6 刘天泉.矿山岩体采动影响与控制工程学及其应用.煤炭学报,1995(2):1～4.
Study and Prospect of the Control T echnology for
Surface Subsidence and Overlying Strata at M ining Area
Zhao Deshen Fan Xueli Liu Wensheng
(L iaoning U niversity o f T echnology )
Abstract
The theory and control technology for migration of roof strata and surface subsidence caused by mining operation are a part of the study of natural calam ity all over the world.A from of "Four Lay ers in Vertical Line in Rock"during the mig rating process of over-loading is suggest-ed throug h analyzing the natural characteristics of dam aged roof strata .On the basis of evaluat-ing the efficiency of traditional control technology ,a new ly developed technolog y ,i .e filling the collapsed cavities w ith mud,is illustrated and the im portance in its future application is predicted.
Key words : Four Lay ers in Vertical Line in Rock Surface subsidence Overlying strata Control technology ?54?中国安全科学学报China Safety Science Journal 第八卷1998年
Associate Prof.Doctroal S tuden t
内蒙古友恒煤炭有限责任公司益民煤矿5201工作面地表岩移观测设计 部门：地测科 2016-1-1
由于5201工作面是益民煤矿5-2煤层首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有具体的观测资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移观测站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，解决本采区的安全开采问题，并为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。为此我们对5201工作面地表沉陷此设计。 呈上审批： 编制： 总工： 本要求以《煤矿测量规程》和《工程测量规范》为标准制定，仪器以全站仪为主。如使用其它仪器，如RTK但必须精度达到相应的要求。
矿长：
目录 5201工作面地表岩移观测技术要求 0 一、前言 0 二、工作面概况 0 三、基本要求 (1) 四、建立观测网 (2) 1、建立观测基准点： (2) 2、建立工作控制点网： (3) 3、设置观测点线： (3) 4、控制点和观测点的设置应符合下列要求： (3) 五、施工标准 (4) 六、观测工作 (6) 七、观测资料的整理与分析 (8)
八、成果的提交 (9) 附录1：《5201工作面地质说明书》 (10) 附录2：观测站设计图 (10)
5201工作面地表岩移观测技术要求 一、前言 由于5201工作面是益民煤矿首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有可靠完整的资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移工作站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。 二、工作面概况 首采5201工作面的大概情况：顺槽长度1300米，工作面长度为250米。煤层倾角平均为1°。采动区域的四角坐标为：
地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析 易四海 （中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北唐山063012） ［摘要］采用数值模拟计算，通过对覆岩移动过程的模拟研究，指出了地表沉陷由岩体变形 破坏到岩体密实沉陷的发展过程，揭示了岩体密实沉陷延续是引起地表残余沉陷变形的机理；通过对岩体密实阶段地表沉陷分布规律的模拟研究，证实地表残余变形可以用概率积分法进行预计。根据数值模拟及现场实测数据，确定了长壁开采条件下地表残余沉陷变形的概率积分法预计参数。 ［关键词］ 残余沉陷变形；数值模拟；沉陷过程；预计参数；长壁开采 ［中图分类号］TD325 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2016）02-0029-04Forecast Parameters and Numerical Simulation of Mechanism of Surface Ｒesidual Subsidence Deformation YI Si-hai （CCTEG Tangshan Ｒesearch Institute ，Tangshan 063012，China ） Abstract ：Overburden strata movement process was studied by numerical simulation ，the results showed that surface subsidence expe- rienced the process that from rock mass deformation to rock mass subsidence ，it revealed that rock mass subsidence development was reasons that induced surface residual subsidence deformation．Surface residual deformation could be predicted by probability integral method according numerical simulation of surface subsidence distribution law during rock mass subsidence stage.On the basis of numer-ical simulation and measured data ，predicting parameters of probability integral method of surface residual subsidence deformation with long wall mining situation were confirmed. Key words ：residual subsidence deformation ；numerical simulation ；subsidence process ；predicting parameters ；long wall mining ［收稿日期］2015－08－19 ［DOI ］10.13532/https://www.doczj.com/doc/2417074608.html,11－3677/td.2016.02.009［基金项目］国家自然科学基金项目（51474129） ［作者简介］易四海（1980－），男，湖北公安人，副研究员，博士，主要从事开采沉陷规律与“三下”采煤方面的研究工作。［引用格式］易四海.地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析［J ］.煤矿开采，2016，21（2）：29－32. 开采沉陷延续时间较长，地表将在很长时间内存在残余沉陷变形，对采煤塌陷区地表新建建 （构）筑物产生不利影响。因此，了解和掌握采煤塌陷区地表残余沉陷规律十分重要。但是，限于采 煤塌陷区地表残余沉陷延续时间长、数值较小，一般难以用实测方法掌握其全部发展规律。目前，对采煤塌陷区地表残余沉陷变形的预测已有了一些研究 ［1－3］ ，对采煤塌陷区建设利用具有一定的指导意义，但在对残余沉陷变形预测参数取值时大多凭经验，缺乏足够的理论支持，给采煤塌陷区地表建筑带来了一定的安全隐患。 为此，本文采用数值模拟计算，研究覆岩移动过程及地表残余沉陷变形的分布规律，依据实测数据建立地表残余沉陷变形的预计方法并确定相关参数，为采煤塌陷区地表安全利用提供理论依据。1 采煤沉陷数值模拟 采用离散元法进行模拟试验。试验设计煤层采厚M =3.0m ，采宽L =125m ，倾角α=0?，采深 H 0=100m ，松散层厚度H s =20m ，基岩厚度H j = 80m ，基岩由砂岩、泥岩和砂质泥岩等岩性组成。 图1为数值计算模型网格剖分图 。 图1 数值计算模型剖分 1.1地表沉陷过程 地下煤层采出后引起的地表沉陷是一个时间和空间过程。由于地表沉陷孕育与发展过程非常复杂，许多学者从不同的角度对其进行了研究 ［4－6］ ， 这些研究多从地表点的移动量及剧烈程度的角度进 行描述。而实际上，地表移动是岩层移动的延伸和表象，岩层移动是发生在岩体内部的力学现象，只有从岩层移动的角度来研究地表沉陷过程才能真实揭示岩层与地表移动的机理与规律。 图2为数值模拟采空区上方不同高度岩层内测 9 2第21卷第2期（总第129期） 2016年4月煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol.21No.2（Series No.129） April 2016 中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t
山西省人民政府办公厅关于印发山西省采煤沉陷区治理2015 年行动方案的通知 【法规类别】煤炭开采 【发文字号】晋政办发[2015]22号 【发布部门】山西省政府 【发布日期】2015.03.20 【实施日期】2015.03.20 【时效性】现行有效 【效力级别】XP10 山西省人民政府办公厅关于印发山西省采煤沉陷区治理2015年行动方案的通知 （晋政办发〔2015〕22号） 各市、县人民政府，省人民政府各委、办、厅、局： 《山西省采煤沉陷区治理2015年行动方案》已经省人民政府同意，现印发给你们，请认真组织实施。 山西省人民政府办公厅 2015年3月20日 山西省采煤沉陷区治理2015年行动方案
采煤沉陷区治理是改善农村人居环境中关键性工程之一。为深化采煤沉陷区治理，进一步做好采煤沉陷区内受灾群众的搬迁安置工作，解决受灾群众安居问题，结合我省实际，制订本方案。 一、基本原则 （一）坚持规划引导，统筹实施。 编制规划要把采煤沉陷治理与改革发展同步规划、同步落实实施、同步见到成效，与当地改革发展、农民增收致富、农民整体生活水平提升和农村社会治理水平提升结合起来，与新型城镇化建设、产业开发、基础设施建设、提升公共服务、环境整治和生态恢复相统筹，因地制宜，统筹实施。 （二）坚持试点先行，分步推进。 采煤沉陷区治理工作要选择试点，先行先试，稳步推进，探索形成一套可复制、可推广的经验，逐步在全省实施。 （三）坚持公平公正，严格管理。 采煤沉陷治理过程中要做到政策公开、受损户及受损等级公开、补偿标准公开、新房分配公开，接受各界监督，做到公平、公正、合理。对项目建设资金实行最严格的管理，凡挤占、转移、挪用、截留建设资金，以及造成资金损失浪费的单位，将按照国家有关法规，追究责任。 二、目标任务 采煤沿陷区治理共涉及全省11个设区市48个县（市、区）136个乡（镇）440个村，74966户、209769人的搬迁安置。 具体目标任务：太原市5个县16个乡（镇）67个村，9185户、25826人；大同市4个县11个乡（镇）26个村，8648户、19092人；朔州市3个县10个乡（镇）20个村，
开采沉陷形成机理及其预测方法 有用矿物被采出以后，开采区域周围的岩体的原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。在此过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏(开裂、冒落等)，这种现象称为“开采沉陷”(Mining subsidence)。 有用矿物的开采可以是井工方法开采，也可以是露天方法开采；开采的有用矿物可以是层状的也可以是非层状的。本材料主要指的是层状有用矿物(特别是煤层)的井工开采，“开采沉陷”也是特指煤层地下开采后产生的开采沉陷。 岩体本身是一种非常复杂的介质，它不仅是出各种不同性质的岩层组成，而且还由于各种地质作用(如褶皱、断层、开裂、火成岩侵入、陷落柱等)而产生了大量的不连续面。岩体在受到各种不同开采方法的开采影响时，产生的开采沉陷是一个在时间和空间上都是非常复杂的过程。在时间上来说，在移动过程中，开采沉陷的形式和大小在不同的时间是不同的，也就是说，此时的开采沉陷是“动态的”；随着时间的推移，开采沉陷的形式和大小逐渐趋向于稳定，开采沉陷变成“静态的”或“最终的”。从空间上来说，若地下开采的范围较小、开采的矿物的埋藏深度较大，则开采沉陷波及的范围往往只局限于开采区域周围的岩体；若开采范围较大、开采矿物的埋藏深度较小，则开采沉陷波及的范围就会从岩体发展到地表，引起“地表移动”。由于人类的生产和生活活动大部分都是在地表进行，所以地表移动对人类的影响更为普遍。 第一节煤矿地下开采引起的地表移动与变形 一、地表移动的形式 所谓地表移动，是指采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形，在地表沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动。开采引起的地表移动过程，受多种地质采矿因素的影响，因此，随开采深度、开采厚度、采煤方法及煤层产状等因素的不同，地表移动和破坏的形式也不完全相同。在采深和采厚的比值较大时，地表的移动和变形在空间和时间上是连续的、渐变的，具有明显的规律性。当采深和采厚的比值较小(一般小于30)或具有较大的地质构造时，地表的移动和变形在空间和时间上将是不连续的，移动和变形的分布没有严格的规律性，地表可能出现较大的裂缝或塌陷坑。地表移动和破坏的形式，
第37卷第4期地质调查与研究 Vol.37No.42014年12月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Dec.2014 山西采煤沉陷区地质灾害特征分析 段鹏飞1、2 ，吴高峰1，张伟1，吕义清2 （1.山西省煤炭地质资源环境调查院，太原030006；2.太原理工大学，太原030024） 摘 要:笔者从山西省的不同区域选取了7个具有代表性的采煤沉陷区区块样本，采用类比法和归纳法，对采煤沉陷 区自然和人为因素引起的地质灾害类型、特征以及地质灾害的环境衍生效应进行了研究。结果表明地裂缝及地面塌陷是山西采煤沉陷区的主要地质灾害类型；地质灾害的诱发因素主要是人类工程活动，特别是采煤活动。此类灾害具有集聚性与群发性、诱发的多因性与治理的复杂性、灾害的衍生性与影响的多方面性等特征。地质灾害是造成地形地貌景观、土地资源、水资源、生态环境被破坏的重要原因，必须对其进行综合治理。 关键词：采煤沉陷区；地质灾害；特征；山西中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1672－4135（2014）04－0308-07 收稿日期：2014-07-18 基金项目:山西省地质灾害调查项目：山西省煤层自燃地质勘查与治理方法研究子课题山西省采煤沉陷区治理方法研究 （2013DZ1201） 作者简介：段鹏飞(1981-)，工程师，工程硕士，2003年毕业于太原理工大学地测系，从事环境地质、灾害地质研究，Email： 511539920@https://www.doczj.com/doc/2417074608.html,。 目前国内诸多学者对山西因采煤诱发地质灾害及地质环境问题进行了大量的研究[1-8]。郭振中[1]对山西省大同、宁武、西山、霍西、沁水、河东六大煤田的采煤地质灾害模式进行了划分。吕义清[2]分析了太原西山矿区各种地质灾害的形成特点及环境效应。周亚涛等[3]对襄垣县采煤诱发地质灾害的类型及形成机制进行了初步研究。曹金亮[4]对长治市崔蒙地区采煤地面塌陷的形成机理和发展趋势进行了评价。乔晓娟等[5]从水量水质两方面分析了太原西山矿区煤矿开采对地下水资源与环境的影响。王日鑫等[6]对山西采煤引起的土地破坏及防治对策进行了研究。张建彪等[7]研究了山西煤采区主要的生态环境问题，并提出了矿区生态恢复与重建对策。张庆勇[8]提出了通过计算汾西矿区沉陷下沉值与水平变形值，确定采煤沉陷区范围，再通过对沉陷区地表稳定性评价，划分稳定沉陷区与非稳定沉陷区的方法。上述研究仅对某些矿区或地区因采煤诱发地质灾害的类型、特点、成因、模式，采煤对土地资源、水资源、生态环境的影响和破坏以及采煤沉陷区范围的确定等问题做了有益的探索，而对山西采煤沉陷区内地质灾害研究还不够深入。2014年6月，山西省政府决定对采煤沉陷区开展大规模综合治理工作，因而在上述研究的基础上，以山西省采煤沉陷区内的地质灾害为研究对象，进一步深入研究采煤沉 陷区地质灾害的类型、特征以及环境效应，对地质灾害综合治理工程的科学实施具有一定的理论价值和现实意义。 本文以采煤沉陷区内所有自然因素和人为因素引起的地质灾害为研究对象，从山西省的不同区域选取7个采煤沉陷区区块为研究样本，采用类比和归纳的方法，以查清山西省采煤沉陷区的主要地质灾害类型，揭示出各类地质灾害的特征以及山西省采煤沉陷区地质灾害的一般特征及其引起的地质环境效应。 1地质灾害的基本概况 为体现采煤沉陷区区块样本选取的代表性和典型性，分别从晋城市、吕梁市、晋中市、大同市4个地级市选择7个样本进行研究，具体情况见表1，7个选区样本（Y 1～Y 7）分布如图1。 根据2012年到2014年6月份对7个样本的地质 灾害详调（以下简称为详调区）统计[9-15]，现有地质灾害344处，地质灾害主要表现为地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡、潜在泥石流、不稳定斜坡、煤层自燃等7种地质灾害。按地质灾害类型分类：地裂缝249处，地面塌陷32处，崩塌31处，不稳定斜坡21处，滑坡6处，煤层自燃3处，潜在泥石流2处，各类地质灾害分布如图2。其中地裂缝为采煤沉陷区最主要的地质
煤矿区地表沉陷速度剖面线计算软件开发 刘义新1,2,3,张俊英1,2 (1．煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013;2．煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室 (煤炭科学研究总院),北京100013;3．北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京100013) [摘一要]一煤矿区地表沉陷规律一般采用地表下沉二水平移动二地表倾斜二曲率和地表水平变形等5个指标来描述和分析三随着煤矿高效开采的发展,工作面快速开采可导致地表沉陷的速度快,给地表受护对象带来严重损坏,但缺乏利用 地表沉陷速度 作为参数进行分析研究三在对 地表沉陷速度 定义的基础上,以此为软件开发的数学模型,进行了煤矿区地表沉陷速度剖面线计算的软件开发,给出了软件的一些功能和应用三该软件的开发为矿区地表沉陷速度规律的研究提供了方便三 [关键词]一地表沉陷速度;剖面图;软件开发[中图分类号]TD325．3一 [文献标识码]A一 [文章编号]1006-6225(2018)03-0072-03 Section Line Calculation Software Development of Surface Subsidence Speed in Coal District LIU Yi-xin 1,2,3,ZHANG Jun-ying 1,2 (1．Safety Institute,China Coal Research Institute Co．,Ltd．,Beijing 100013,China; 2．State Key Laboratory of Coal Resource High Effective Mining &Clean Utilization (China Coal Research Institute),Beijing 100013,China; 3．Beijing Mine Safety Engineering Technology Research Center,Beijing 100013,China) Abstract :About five indexes were used to described and analyzed coal district surface subsidence principle,which include surface subsidence,horizontal movement,surface incline,curvature and surface horizontal deformation．With high-efficient mining develop-ment of coal mine,rapidly mining leaded to rapidly surface subsidence,so objects needed to be protected on surface,but the parame-ters surface subsidence speed was applied to studied seldom．On the basis of surface subsidence speed meaning,and it act as mathematics model of software development,section line calculation software of surface subsidence speed in coal district was developed, some functions were put forward,and the software offered convenience for studying of surface subsidence speed principle of coal district．Key words :surface subsidence speed;sectional map;software development [收稿日期]2018-02-26 [DOI]10．13532/j．cnki．cn11-3677/td．2018．03．018[基金项目]国家自然科学基金资助项目(51404139) [作者简介]刘义新(1980-),男,山东栖霞人,博士,副研究员,从事矿山开采沉陷和 三下 采煤二特殊采煤等方面的研究工作三[引用格式] 刘义新,张俊英．煤矿区地表沉陷速度剖面线计算软件开发[J ].煤矿开采,2018,23(3):72-74,29． 一一煤炭地下开采引起的地表沉陷是一个十分复杂的过程,其表现形式多样[1-2]三其中,地表移动盆地是煤矿开采导致地表显现最常见的表现形式,通 常采用 两种移动二三个变形 作为指标进行描述地表沉陷规律,即地表下沉二水平移动二地表倾斜二曲率和地表水平变形合计5个指标三目前,这些指标在我国煤矿区地表沉陷规律分析二沉陷预测和 三下 压煤开采等方面得到广泛和成熟应用[3-4]三近年来,随着煤矿高效开采的发展,煤矿区工作面开采速度均比以前产生较大变化,由以前绝大部分工作面小于60m /月,发展到现在很少有工作面开采速度小于2m /d,多数开采速度5~8m /d,少数达16m /d三因此,在采深二地表下沉值等参数变化不大的情况下,工作面快速开采可导致地表沉陷的速度快,尤其在浅埋深条件下地表沉陷速度会更加明显,从而给地表受护对象带来严重损坏,给受护对象的维护带来不确定性三目前,我国对地表沉陷速度相关方面的研究和地表沉陷速度计 算软件较缺乏[5],因此,本文在对 地表沉陷速度 定义的基础上,以 地表沉陷速度 计算公式为软件数学模型,进行了煤矿区地表沉陷速度剖面线计算的软件开发,以期方便对矿区地表移动观测站进行地表沉陷速度方面的整理二分析及研究三1一软件数学计算模型 地表沉陷速度定义为相邻两次地表沉陷值与两次观测的间隔天数之比,包括地表下沉速度二地表倾斜速度二地表曲率速度二地表水平移动速度和地表水平变形速度三主要利用地表沉陷速度来表征地表沉陷在不同时间的发展变化过程和地表沉陷的变化快慢与程度三地表沉陷速度各参数定义如下: (1)地表下沉速度一是指地表各点相邻两次观测的地表下沉差值除以两次观测的间隔天数三地表下沉速度V W (mm /d)计算公式为: V W =W nm -W nm -1 t (1) 2 7第23卷第3期(总第142期) 2018年6月煤一矿一开一采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol．23No．3(Series No．142) June一2018 万方数据
开采沉陷预计方法概述 摘要：本文主要介绍了当前使用的开采沉陷预计方法（基于实测资料的经验方法、影响函数法和理论模拟法）的原理、特点及应用情况，并简要介绍了开采沉陷预计的发展趋势，相信会对开采沉陷工作具有一定的帮助意义。 关键词：开采沉陷；预计方法；概率积分法；理论模拟法 1 引言 开采沉陷预计是矿山开采沉陷的核心内容之一，它对开采沉陷的理论研究和生产实践都有重要意义[1]。由于采矿引起的地面沉陷损坏地面建筑、公路、铁路等，不但给人民生活带来了威胁，而且破坏环境。开采沉陷的预计，对建筑物和生态环境的保护有重要意义。因此，有必要对开采沉陷预计方法进行探讨，以指导矿山的开采。开采沉陷预计方法很多，按建立预计方法的途径可分可分为三类：基于实测资料的经验方法、影响函数法和理论模拟法[2-4]。 2 开采沉陷方法简介 基于实测资料的经验方法是通过对大量的已知开采沉陷实测资料进行数据处理，确定开采沉陷中各种移动变形值的函数形式和计算预计参数的经验公式。这种方法在预测时，首先根据开采的地质条件，确定经验公式中的预计参数，再代入公式确定预计函数进而求出移动和变形值。这种方法是当前最为可靠的一种预测方法，常见的经验方法有：典型曲线法和剖面函数法等。 理论模拟法把岩体抽象为某个数学的、力学或数学-力学的理论模型，按照这个模型计算受开采影响岩体产生的移动、变形和应力的分布情况。如认为岩层和地表是一种连续的介质，则此模型属于连续介质模型；否则，就属于非连续介质模型。此法所用的函数一般均由理论研究得出，所用的参数常用实验室试验或理论推导求得，一般与现场实测资料没有直接关系，常用的理论模型法主要有连续介质力学法等。 影响函数法是介于经验方法和理论模型方法之间的一种方法，它的实质是根据理论研究或其他方法确定微小单元开采对岩层或地表的影响（以影响函数表示），把整个开采对岩层和地表的影响看作采区内所有微小单元开采影响的总和，并据此计算整个开采引起的岩层和地表的移动和变形，目前此方法中所用的参数根据实测资料获得。常用的影响函数方法有概率积分法等[5]。 下面分别对各个方法进行简单介绍。 2.1 典型曲线法 典型曲线法是用无因次的典型曲线表示移动盆地主断面上的移动和变形曲线的一种方法，它适用于矩形或者近似矩形的采区的地表移动变形预计。典型曲线法由于其分布和参数均是直接基于实测资料，因此其预计误差较小。但是建立典型曲线需要大量的观测数据，在实测数据不足的地区不能使用典型曲线法。；另外，此方法原则上只适用于矩形或近似矩形采区的地表移动和变形预计，在形状不规则的工作面开采时预计误差较大，这些限制了典型
问题 探讨 采煤沉陷区环境保护与治理研究 孔改红1,李富平2 (1.河北理工大学交通与测绘学院,河北唐山 063009; 2.河北理工大学资源与环境工程学院,河北唐山 063009) 摘 要:在分析了我国采煤区地表沉陷问题的现状、原因及其影响、采煤沉陷区环境保护与治理的现状的基础上,提出了解决该问题的思路和主要方法。 关键词:开采沉陷;采煤沉陷区;环境保护;综合治理 中图分类号:T D163 文献标识码:A 文章编号:1007-1083(2006)01-0004-02 Research on environmental protection and control in mining sinking region K ONG G ai-hong1,LI Fu-ping2 (1.T raffic and Survey Institute of HeBei Science University,T angshan063009,China; 2.Res ources and Environmental Engineering Institute of Hebei Science University,T angshan063009,China) Abstract:Analysis on the actual situation,reas ons and in fluence of the surface subsidence,and on the actual situation of the environmental protection and control of the sinking region in coal-mining fields,suggests,for the above problem,reas ons and main measures。 K ey w ords:subsidence mining,sinking region in coal mining,environmental protection,integrated control 煤炭资源的大规模开采和利用,在给人类带来巨大经济效益的同时,也给人类的生存环境产生一系列的消极影响。随着煤炭资源的开采,我国的采煤塌陷范围以每年200km2的速度递增,严重破坏了矿区的生态环境。采煤沉陷区的环境保护与治理直接关系到矿区的区域经济、社会稳定、生态环境,也关系到矿区的可持续发展,是我国矿区所面临的一个亟待解决的问题。 1 我国采煤区地表沉陷问题现状 井下采掘过程中,顶板冒落后,引起地表面下沉,形成塌陷。塌陷是井下煤田开采对土地破坏的主要形式,塌陷地面一般占井下煤田开发区总土地破坏面积的80%以上。 我国的煤炭工业以井下开采为主,绝大多数是长壁工作面、全陷落法管理顶底板,再加上开采强度开采规模的日益加大、开采方式和工作面结构参数优化不合理、小煤矿的不规范开采等影响,致使采煤区地面塌陷比较严重。据调查统计,每从地下开采1万t煤约使1000～3000m2的土地遭受不同程度的塌陷。目前我国因煤炭开采塌陷土地近3万km2,每年增加200km2。每年的采煤塌陷土地约占全国被破坏土地的1/10,而复垦整治率非常低,仅占20%左右。所以我国当前煤炭开采利用与环境保护严重失衡,环境污染日益严重。 2 采煤区地表沉陷的影响 2.1 对生态环境的影响 (1)地表耕地受到破坏。开采沉陷对耕地的破坏十分严重,有些矿务局平均开采1万t煤要破坏耕地3000～4000m2时,每年破坏耕地3～4km2。 (2)采区水文环境受到很大影响。当开采单一煤层时,塌陷多呈碟形或槽形洼地形态,扇缘洼地塌陷后,埋藏不深的浅层地下水露出地表或地表水系遭到破坏,地表水汇集在塌陷地中部,形成湿地或沼泽、湖泊化,使耕地无法耕种、生态环境恶化。在干早山区还可能由于地表水系受到破坏,使居民生活用水和灌溉用水发生困难。大面积的塌陷引起工程地质条件的改变,加强了水文地球化学作用,促使地下水水质恶化。 (3)地表各项设施遭到毁坏。当开采单一煤层形成稳定性塌陷时,塌陷地边缘地带,虽然下沉深度不大,但因受岩层破碎应力的影响,常见断裂和裂缝致使城镇、乡村地面建筑,排灌水系,道路等遭到破 4 河北煤炭 2006年第1期
地下采矿引起地表积水机理初探1 李建新，王来贵 辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新（123000） E-mail：lijianxin1974@https://www.doczj.com/doc/2417074608.html, 摘要：由于采矿引起的地表塌陷，容易在采空区上方的塌陷坑内积水，使大量耕地受淹和盐碱化，并有可能在一定程度上改变地表径流方向和汇水条件，使矿区水环境和生态环境发生改变和调整。通过分析地表塌陷坑积水的工程地质因素、水文地质因素、开采因素和塌陷坑积水的条件，提出了地表塌陷坑积水的必要条件，为矿区水环境和生态环境的改善及综合治理、保证矿区煤炭生产的顺利进行，提供理论基础。 关键词：地表塌陷坑；导水裂隙带；隔水层；大气降水 中图分类号：TD 8 1．引言 在地下煤层开采后，采空区周围岩层的应力平衡状态遭到破坏，随着煤层开采面积的扩大，采动影响便自下而上逐渐波及地表，引起地表下沉，在采空区上方地面形成一个比采空区范围大的洼地，即地表下沉盆地，也叫塌陷坑。在有些矿区如两淮、唐山、铁法、双鸭山、辽源等矿区，采矿破坏了地表、地下水系，形成了大面积低洼区，陆地被水淹没，甚至形成了沼泽地，通过径流，会破坏周围的土地、水域，其影响面将远远超过沉陷区的地域和空间。随着煤矿开采范围的不断扩大，塌陷、破坏的土地日益增多，使农田荒芜，严重破坏了矿区的生态环境，特别是地表为较厚的（大于5m）粘土或砂质粘土层时，则此粘土或砂质粘土层可作为隔水层，通过大气降水或其它浅层地下水的补给，就会在地表产生大面积积水，使大量耕地受淹和盐碱化，尤其是长年积水的塌陷区内，耕地可耕性的降低常常是永久性的，为了保护耕地和改善矿区的生态环境，对矿区地表塌陷坑积水机理的详细分析，是减小塌陷区的范围和对塌陷区的综合治理的前提条件。 2．地表积水的地质因素 2.1 工程地质因素 工程地质因素主要包括煤层覆岩的岩性、力学强度、岩性组合以及岩体性质：回采后煤层顶板的再生性；风化基岩的工程地质性质（主要是采动变形特征）。工程地质条件差异使煤层回采后对顶板的采动影响不同，冒落带及裂隙带发育状况有明显差别，影响导水裂隙带的高度和渗透效果。 覆岩的岩性是控制导水裂隙带发育的重要因素，一些脆性岩层，如较致密的砂岩、粉砂岩则冒落带发育较高，且裂隙的导水性能好；粘塑性较强的泥岩，泥质砂岩类则冒落带发育高度较小，裂隙导水性也差，易重新闭合；介于硬脆性与粘塑性间的岩层其冒落带发育也介于两者之间，一般岩层在风化后其泥质含量多有增加，其粘塑性也随之增加，特别是原岩泥质含量较高的岩层，导水裂隙带的发育受到限制，在煤层采动影响后，许多新生的裂隙也可能较快地闭合；但在一些泥质成分较低的风化砂岩中，煤层采动影响下其导水性有显著的 1本课题受国家自然科学基金重点项目（50434020），面上项目（50374042）及高等学校博士学科点专项科研基金（20040147003）的资助。
第32卷第1期2010年01月武 汉 工 程 大 学 学 报 J. Wuhan Inst. T ech.Vo l.32 N o.1 Jan. 2010 收稿日期:2009-10-15 基金项目:国家自然科学基金项目资助(50874080)和湖北省教育厅优秀中青年人才项目.作者简介:周春梅(1979-),湖北随州人,博士,讲师.研究方向:矿山地质灾害防治. 文章编号:1674-2869(2010)01-0061-04 金属矿山地下开采引起地面塌陷的规律 周春梅1 ,李 沛2 ,虞 珏2 ,李先福 1 (1.武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北武汉430074)(2.武汉钢铁集团矿业有限责任公司大冶铁矿,湖北黄石435000) 摘 要:金属矿山地下开采引起地表塌陷已经成为一种主要的矿山地质环境问题.地面塌陷受多方面因素影响,各因素相互作用使得金属矿山地表塌陷形成机理复杂.本文以大冶铁矿东露天采场地面塌陷为例,从采场地质环境、矿体特征、采矿方法、崩落角、地面塌陷的形式等方面,综述了地面塌陷的特征,并探讨了地面塌陷的形成规律,该研究为矿山地面塌陷的成因及控制对策研究提供了帮助.关键词:金属矿山;地下开采;地面塌陷;矿山地质环境;大冶铁矿 中图分类号:P554 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1674-2869.2010.01.019 0 引 言 国内外对矿山开采引起地表塌陷的研究由来已久,但研究成果主要是针对煤层开采的岩层移动与地表沉陷预测.对于金属矿山,由于岩体物理力学性质、地层结构、矿体形态、赋存条件以及采矿方法与煤矿存在着较大的差异,地面塌陷影响因素复杂多变.特别是,对于具有断裂构造、地层与矿体产状复杂变化的金属矿床,目前国内外尚没有比较成熟、系统和准确的方法来研究地面塌陷的形成机理以及控制对策[1]. 大冶铁矿露天采场矿体自20世纪60年至80年代相继开采完毕并转入地下开采,目前除局部的挂帮矿回采外,主要为地下开采.由于长期的大量地下开采铁矿层,形成大面积采空区,据黄石市地质灾害调查与区划资料,矿区采空区将近4km 2 ,采空区高度10~25m ,最大达40余米,导致其围岩应力发生改变,岩体完整性遭到破坏,采空区顶板塌落,波及地面引起不均匀沉降与大面积的塌陷 [2,3].东露天采场狮子山20世纪70年至80 年代发生地面变形,目前已形成长300m,宽50~ 120m,深20~35m 的塌陷坑,导致地表排水沟道、通风斜井井口以及部分厂房等建筑物受损破坏.尖林山、龙洞、铁门坎等采区也发生多处规模不一的地面塌陷,对铁山区三岔路村2000余人的生命财产造成严重威胁,同时也危及矿业活动的正常进行,地面塌陷已成为一种严重困扰矿山开 采的地质环境问题. 本文以大冶铁矿东露天采场的地表塌陷为例,从东露天采场的地质环境、矿体特征、采矿方法、地面塌陷的形式、崩落角分析入手,探讨塌陷区的特征及形成规律,为地面塌陷的形成机理及控制对策的研究奠定了基础. 1 地面塌陷的形成机理及控制对策 金属矿山地下开采地面塌陷是由于矿山地下开采形成采空区,采空区上覆岩体在自重和上覆岩土体的压力作用下,产生向下的弯曲与移动,当顶板岩层内部形成的张拉应力超过岩层的抗拉强度极限时,直接顶板发生断裂、跨塌、冒落,接着上覆岩层相继向下弯曲、移动,随着采空范围的扩大,受移动的岩层也不断扩大,从而在地表形成塌陷.在缓倾条件下的上覆岩土体大致可形成三个带,即冒落带、裂隙带和弯曲变形带,这三个带的界限一般不明显,也不一定同时出现[4]. 金属矿山地下开挖必然引起岩层变形与移动,其变形速度、影响范围、发生与发展时间受众多因素的影响,如采矿方法、矿体赋存条件(地质条件、岩土物理力学性质、矿层倾角)、开采的深度、厚度、宽度、采场结构尺寸、开采速度和顺序,以及开采的时空关系等,金属矿山开采后地表的移动变形函数可表示为[1]: D r =F (H ,L ,M,T H ,E,J ,C,<,L ,C ,X ,,)其中,D r 为开采后地表的实际移动量;H 为实际
矿井沉陷区治理方案及防护措施 登封市向阳煤业有限公司 二〇一六年
沉陷区治理方案及防护措施 一、沉陷区治理方案 （一）地面塌陷、地裂缝 矿区现状条件下未发生地面塌陷、地裂缝灾害，随着开采活动的进行，在开采影响范围内可能产生，治理时要统筹考虑开采沉陷与地裂缝的关系，防治结合，综合治理。 1、地表塌陷区管理小组成员每次对地表裂隙检查后，分析制定具体的处理办法并实施。 2、重点加强雨季前对地表塌陷区的检查工作，雨季期间要加强气象资料的收集和水情检测，加强防洪防汛管理工作。 3、建立完善的封闭系统。首先将采空区用密闭与巷道隔离开来，采空区建立观察站，进行观察并记录。 4、地下已废弃巷道或采空区出现地面塌陷、地裂缝时，采取地下回填废渣，减缓地面沉陷速度；为制止地面塌陷形成，通过地面裂缝灌注尾矿砂浆（或水泥砂浆），加快充填废渣的固化。 5、地下坑道尚在使用阶段，地面出现地面塌陷和地裂缝迹象时，对地裂缝发育地段采取灌浆、密实等措施；在地下坑道采取修筑支护工程等防塌措施，必要时停止该区段的开采。 6、地下已废弃巷道，地面形成塌陷但规模不大时，采取由地面至外向内将废渣填入下部，中上部用细粒尾矿充填，夯实、上部复土的方式处理。
7、地下已废弃巷道，地面塌陷规模巨大，难以治理的特殊地段，圈定为矿山地质灾害监测研究区，制定监测方案，在确保安全的前提下，划定出禁入区、监测区，修建栅栏和观测道路，立明显标志，防止人畜误入造成生命财产的损失。 8、因采空塌陷，造成的民房屋不同程度开裂的，已与矿方达成协议，组织刘东村、刘西村、狮子口等搬迁。 9、地面恢复耕地。 10、建立完善的封闭系统。首先将采空区用密闭与巷道隔离开来，每个采空区地面建立一个观察站，每1——2月进行1次观察并记录。（二）其它 固体废物及处置 矿山固体废弃物有煤矸石、矿井水处理站的煤泥、动筛车间的煤泥、燃煤锅炉炉渣、生活垃圾、生活污水处理站的污泥等，矸石运至矸石场排放，煤泥经压滤脱水后参如煤泥销售。严禁河道内堆放垃圾,要保持河道畅通。 二、防护措施 1、坚持长期、认真的矿山环境及地质灾害监测，随时注意矿山开采进度造成的地质环境变化，对可能引发的地质灾害进行监测并采取相应措施，尽量避免人为灾害发生。 2、必须规范开采施工、必须建立健全安全规章制度、必须加强安全生产管理。矿山开采过程中，必须严格遵守国家相关法律法规，对生产过程中产生的废渣、废弃物，必须存放至安全的场所，严禁随
采煤沉陷调查报告 篇一：采煤沉陷区调查报告 山西煤炭运销集团金山煤业 采煤沉陷区调查报告 金山煤业有限公司 20XX年 采煤沉陷区调查报告 根据山西省改善农村人居环境工作领导小组文件晋农居发【20XX】4号文件农民安居工程“一启动三加快”工作方案的通知，为深化采煤沉陷区治理，进一步做好采煤沉陷区内受灾群众的搬迁工作，我矿组织人员对矿区范围内的采煤沉陷区进行了踏勘、走访调查。现将调查情况汇报如下 第一章矿山基本情况 金山煤业位于乡宁县城北东方向，矿区到县城直线距离约22km，行政区划隶属乡宁县双鹤乡管辖，本矿中部有临吉高速公路东西向通过，矿区东、西两个方向各约10km左右，即有高速公路入口，交通较为方便。（详见交通位置图1-1）。根据山西省国土资源厅批准的山西煤炭运销集团金山煤业有限公司采矿权许可证，其地理坐标为：东经110°03′07″——110°04′57″，北纬36°00′38″-36°04′22″。批采煤层1-10号，批采深度：由1289.99-899.99标高，开采规模60万吨/年。金山
煤业井田范围由23个拐点坐标连线圈定，井田面积为11.4091km2。第二章矿山自然地理环境 矿区内主要山梁走向为北西、北东向，属侵蚀山地，中山地形。 地势总体北西及中部高，东西两侧低，最高点位于井田北部山梁，高程为1517.0m，最低点位于井田西南部沟谷，高程为1150.0m，相对高差约367.0m。 矿区属温暖带季风型大陆气候，四季分明，冬季严寒，夏季炎热，无霜期较短，昼夜温差大。 根据山西省气象资料：冬春两季降水少，夏末秋初降水较大，降水量集中在7、8、9三个月。最高气温37℃，最低气温-21.6℃，年平均气温9.2℃；多年年平均降水量572mm；年无霜期约180天。 第三章走访调查情况 金山煤业2号煤层大部采空，由于采煤方法落后，回收率低，采空区内煤柱留设较多，顶板不易塌陷，加上植被丰富的原因，目前尚未在地表发现裂隙、塌陷等地面变形，未发现采煤沉陷区。 由于2号煤采空后留下了大面积采空区，2号煤层采空形成的顶板冒落带，导水裂隙带，整体沉降带等三带，会不同程度的发育。年长日久，井下塌陷会逐步波及地面，部分地段可能会引起地面下沉和地裂隙现象。随着矿山的开采，矿山采空面积会逐步增大，引发采煤沉陷区的可能性会逐步增大，引起地表发生崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害的可能性也逐步增大。因此矿井在开采过程中，必须做到以下几点：1、必须严格按照矿井规划红线范围内开采，涉及到当地居住村民、
友恒煤炭有限责任公司益民煤矿5201工作面地表岩移观测设计 部门：地测科 2016-1-1
由于5201工作面是益民煤矿5-2煤层首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有具体的观测资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移观测站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，解决本采区的安全开采问题，并为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。为此我们对5201工作面地表沉陷此设计。 呈上审批： 编制： 总工： 矿长： 本要求以《煤矿测量规程》和《工程测量规》为标准制定，仪器以全站仪为主。如使用其它仪器，如RTK但必须精度达到相应的要求。
目录 5201工作面地表岩移观测技术要求 (1) 一、前言 (1) 二、工作面概况 (1) 三、基本要求 (2) 四、建立观测网 (3) 1、建立观测基准点： (3) 2、建立工作控制点网： (3) 3、设置观测点线： (4) 4、控制点和观测点的设置应符合下列要求： (4) 五、施工标准 (5) 六、观测工作 (6) 七、观测资料的整理与分析 (8) 八、成果的提交 (9) 附录1：《5201工作面地质说明书》 (10) 附录2：观测站设计图 (10)
5201工作面地表岩移观测技术要求 一、前言 由于5201工作面是益民煤矿首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有可靠完整的资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移工作站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。 二、工作面概况 首采5201工作面的大概情况：顺槽长度1300米，工作面长度为250米。煤层倾角平均为1°。采动区域的四角坐标为：