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煤层重复采动对水渠稳定性及渗漏性影响评价

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第46卷 第4期 煤田地质与勘探 Vol. 46 No.4 2018年8月 COAL GEOLOGY & EXPLORATION Aug. 2018

收稿日期: 2017-09-19 第一作者简介: 曹晓毅，1985年生，女，陕西蒲城人，硕士，助理研究员，从事矿山地质灾害防治的科研工作. E-mail：caoxiaoyi@cctegxian.com 引用格式: 曹晓毅，刘小平，田延哲. 煤层重复采动对水渠稳定性及渗漏性影响评价[J]. 煤田地质与勘探，2018，46(4)：93–98. CAO Xiaoyi，LIU Xiaoping，TIAN Yanzhe. Evaluation on influence of repeated coal mining on the stability and leakage of irrigation canal[J]. Coal Geology & Exploration，2018，46(4)：93–98. 文章编号: 1001-1986(2018)04-0093-06

煤层重复采动对水渠稳定性及渗漏性影响评价

曹晓毅，刘小平，田延哲

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

摘要: 为了科学评价煤层重复采动对拟建水渠工程安全性的影响程度，围绕“采煤安全”、“水渠安

全运行”这两条主线，在现场调研的基础上，采用理论分析、数值模拟和概率积分法等手段，对重

复采动影响下水渠的变形特征进行了分析评价。首先从地层的工程地质结构、水文地质结构、力

学结构和开采结构4方面分析了岩土体的结构特征，利用FLAC3D对各煤层开采引发的导水裂隙

带发育高度的变化规律进行了模拟分析，同时，根据地表移动和变形预计结果，分析了重复开采

引发的地表下沉、倾斜变形及水平变形对水渠坝体的影响。结果表明：多煤层开采后导水裂隙带

不会波及到水渠内的地表水，不会影响采煤安全；重复采动会引起水渠不同程度的沉降，堤体地

面标高由69.34 m沉降至65.50 m，沉降后的堤体顶面比设计水面降低了1.94 m，过水断面由580 m2

减少至196 m2，设计流量将损失66%，对水渠安全运行构成影响。

关 键 词：煤层重复采动；采动损害；水渠下采煤；移动变形

中图分类号：TD167；P642.26 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.04.015

Evaluation on influence of repeated coal mining on the stability and leakage of irrigation canal

CAO Xiaoyi, LIU Xiaoping, TIAN Yanzhe

(Xi’an Research Institute Co. Ltd., China Coal Technology and Engineering Group Corp., Xi’an 710077, China)

Abstract: In order to evaluate the security of irrigation canal under the influence of repeated coal mining, around the two main lines which are “canal safety” and “coal mining safety”, on the basis of the investigation, by means of theoretical analysis, numerical simulation and probability integral method, the deformation characteristics of canal under the influence of repeated mining were analyzed and evaluated. First, from the aspects of the engineering geological structure, hydrogeological structure, strata structure, mining structure and mechanics structure, the structural characteristics of rock and earth mass were analyzed, the variation law of the height of water-flowing fractured zone induced by mining of different seams were analyzed and simulated by using FLAC 3D, at the same time, according to the prediction results of surface movement and deformation, the influence of surface subsidence, tilted deformation and horizontal deformation caused by repeated mining on the dam body of canal was analyzed. The results show that water-flowing fractured zone will not affect the surface water of canal nor the coal mining safety after mining of multiple seams; Repeated mining disturbance will result in canal subsidence to varying de-grees, the elevation of dam was reduced from 69.34 m to 65.50 m, the top surface of dam was 1.94 m lower than the designed water surface, the water-flowing cross section was reduced from 580 m2 to 196 m2, the designed flow will loss by 66%, which affects the safe operation of the canal.

Keywords: repeated coal-mining; mining damage; coal-mining under water channel; moving deformation

在我国，煤矿的“三下”(建筑物下、水体下、铁

路下)压煤情况比较严重。据不完全统计，我国煤矿

“三下”压煤总量为13 348 Mt，其中水体下压煤量

为1 900 Mt，占整个“三下”压煤量的7.01%[1-2]。随着经济结构转型升级步伐加快，水资源供需矛盾日

益突出，为了优化区域水资源配置效率，提升区域水

资源可持续利用水平，近年来全国范围内实施了大批

水资源调配工程，实施过程中遇到水体下煤矿安全开· 94 · 煤田地质与勘探 第46卷

采问题，具体可分为地表水体对井下开采的影响问题

和井下开采对地表水体及水工设施的影响问题。

自 20 世纪 60 年代以来，国内外学者在水体

下采煤理论和实践中取得了丰富的技术数据和成功

经验。研究成果大都集中在煤层开采引起地表变形

规律方面，并成功在东武仕水库、岳成水库、小浪

底水库、三台子水库、宋沟水库实现了安全采煤。

武雄等[3-6]利用数值模拟软件及概率积分法手段系

统研究了岳城水库下采煤的环境地质问题，提出了

一系列安全开采方案及坝体加固措施；郭文兵等[7]

通过数值模拟和理论分析研究平顶山宋沟水库下采

煤的可能性，提出水库坝体下厚煤层放顶煤5因素

协调开采模型，成功实现了坝体下安全采煤；娄高

中等[8]通过理论分析计算的方法对卢沟煤矿水库下

采煤的安全性进行了研究，得出坝体受到的最大拉

伸水平变形值为1.2 mm/m，小于坝体能承受的允许

变形值，水库坝体下采煤是可行的；李松营[9]利用

地下水动力学原理对新安煤田小浪底水库下采煤进

行了分析，得到在相关地表水防治水技术措施落实

到位的前提下，在新安煤田大部分区段开展水下采

煤是安全的。但关于压矿采动对线性水利工程输水

渠系产生的影响研究甚少，仅刘光华等[10]研究了重

庆金佛山水利工程输水渠，运用沉陷预计MSPS系

统预计压矿采动引起的地表沉陷各项数据，分析压

矿采动对线性水利工程输水渠系产生的影响，提出

相应的变形处置措施。

综上所述，现有研究大多集中在水库坝体下采

煤的可行性研究，对于多层煤重复采动下线性工程

研究较少。笔者在充分收集拟建水渠及煤矿的工程

地质、水文地质及采矿资料的基础上，采用现场调

查、数值模拟和理论分析的方法，围绕“水渠安全运

行”、“采煤安全”这两条主要思路进行研究。通过对

该工程形成的采空区进行调查研究，分析评价煤层

重复采动对拟建灌溉排水渠稳定性及渗漏性影响。

1 工程概况

研究区范围内水渠工程横穿双鸭山矿区，沿线

及其周边分布有4个煤矿、2个普查区，分别为东

荣一矿、顺发煤矿、长发煤矿和东荣四矿，以及黑

龙江省集贤县天青区煤炭普查区和黑龙江省集贤县

明兴村煤炭普查区，煤层采空区对渠道稳定性及安

全性存在潜在的威胁。水渠与各煤矿相对位置关系

见图1。本次研究区域K71+000—K78+000段涉及

东荣一矿和集贤县明兴村煤炭普查区。

拟建水渠采用梯形复式断面和箱涵相结合的渠

道型式，总长72.18 km，其中明渠70.92 km，渠穿

图1 水渠与各煤矿相对位置关系示意图 Fig.1 Relative position of irrigation canal and coal mines

河倒虹吸4座，长1.26 km。渠道下部边坡采用

1︰3.5~1︰3，上部边坡采用1︰3，戗台高4 m，宽

2 m或3 m，渠道底宽45~22 m。

2 地质及采矿条件分析

2.1 地层及煤层

研究区内地层由老至新为元古界麻山群、古生

界泥盆系、中生界侏罗系、新生界新近系和第四系。

井田内可采煤层集中于侏罗系鸡西群城子河

组，可分为上、中、下3个煤层群，其中上层群含

有5号煤层；中层群含有9、12、14、16、17、18、

20、20下、22、23、24、26号共12个可采及局部

可采煤层；下层群含29-1b号煤层。煤层总厚平均

15.39 m，倾角一般为15°~25°。井田内煤层属稳定

—不稳定，结构简单—复杂，一般含1~2层夹矸，

局部达3~4层。

2.2 地质构造与地震

研究区位于绥滨一集贤勘陷带的东荣向斜东翼

的南段，井田内以弧形断裂为主，并由此而派生两

组褶曲构造。井田内地层走向近南北，倾角一般为

15°~25°。研究区地震烈度在Ⅵ以下，以往无强烈地

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重复采动对煤矿区地表沉陷的影响及其预计的开题报告

重复采动对煤矿区地表沉陷的影响及其预计的开题报告

重复采动对煤矿区地表沉陷的影响及其预计的开题报告

一、绪论

煤矿开采会对地下煤层造成破坏，产生采空区和支柱残煤等，导致地下空洞和塌陷等现象。而地表沉陷也是煤矿开采对地表所产生的一种不可避免的影响。本文将对煤矿开采时重复采动对地表沉陷的影响进行分析和探讨，并提出预计的研究方案和研究方法。

二、煤矿采动形成地表沉陷的影响

煤矿采动区域地表沉陷，其影响因素主要有以下几个方面：

1. 采动方式及采煤高度

2. 煤层裂隙和水文地质条件

3. 采空区大小和位置

4. 地下水位变化

5. 地表土层性质

而对于煤矿采动完毕后，对地表形成的沉陷主要有以下几种形式：

1. 突陷

2. 慢沉降

3. 高差梁式沉降

4. 侵蚀式沉降

三、重复采动对地表沉陷的影响

煤矿重复采动是指在已开采区域内重新进行开采，因为此时地下已经形成了采空区和支柱残煤等，地下空洞较多，因此采动效率会比较高，但同时也会对地表形成更大的沉陷，尤其是长期重复采动造成的影响更为严重。因此，煤矿重复采动对地表沉陷的影响一定程度上会比单次采动更加明显。

四、预计研究方案和研究方法

1. 研究方案

本文将通过对煤矿重复采动对地表沉陷的影响进行分析和探讨，提出相应的防治措施和技术手段，以减轻煤矿采动对地表沉陷所带来的负面影响，提高煤矿开采效益和社会效益。

2. 研究方法

本文将采用文献资料收集、实地调查及统计分析等多种研究方法进行研究，收集、整理已有的研究成果，对煤矿重复采动对地表沉陷的影响进行定性和定量分析，提出相应的防治措施和技术手段，以减缓地表沉陷的程度和影响。同时，在研究中还将对煤矿开采对地质环境的影响以及生态环境保护等相关问题进行一定的探讨。

五、结论和展望

通过对煤矿重复采动对地表沉陷的相关研究，本文可以得出如下结论：

1. 煤矿重复采动对地表沉陷的影响较为明显，需要采取相应的防治措施和技术手段。

2. 灵活选择采动方式和采煤高度，合理利用采空区，进行灌浆加固等技术手段可以有效减轻地表沉陷的程度。

石门河下采煤对河堤的安全性分析

石门河下采煤对河堤的安全性分析

石门河下采煤对河堤的安全性分析

摘要

石门河下采煤对河堤的安全性分析主要依据河堤稳定性、排水性和起到防护作用这三方面进行考察，目前安全性分析存在若干不足，如无法精确估算河堤受煤矿采空造成的影响范围，以及河堤积水下沉及倾斜等，安全问题不容忽视。本文将就河堤的物理性能和混凝土的抗压强度、承载力等方面分析，建议在石门河下采煤作业中，加强河堤的监测和维护，采取有效措施来降低河堤失稳带来的潜在安全风险。

关键词

石门河; 下采煤; 河堤; 安全性分析

正文

本文通过对石门河河堤的安全性分析，深入探究了下采煤作业对河堤的安全性影响，主要包括河堤稳定性、排水性和起到防护作用。首先，研究表明，采煤过程对河堤的物理性能有一定的影响，其次，采煤开采后造成的不良地质环境，会对河堤的抗压强度、抗拉强度和承载力造成影响，同时，采煤活动也可能给河堤带来淤泥、积水、倾斜等现象。因此，为了避免采煤开采带来的安全风险，应加强河堤的监测和维护，采取有效措施来确保河堤的安全使用。在采煤过程中，河堤的稳定性是最重要的一个问题，因为采煤作业会使河地面出现悬陷、湖泊、路坡滑动等问题。对石门河的采煤作业，需要采取相应的安全措施，如采用低煤厚度开采、利用湿法除尘等，以减少污染，降低悬陷和湖泊的发生率，从而确保河堤的安全。

除了河堤的稳定性外，正确的排水也是保证河堤安全的重要因素。在石门河下采煤作业中，要做好排水工作，以便及时进行清理，并建立完善的排水系统，以减少因水流带来的风险和污染。

此外，正确的排水也是保证河堤安全的重要因素。为了能够在采煤作业中，确保河堤的安全及其安全承载力，应采用合理的抗拉强度和抗压强度评估方法，对河堤进行科学配砼，建议采用钢筋混凝土技术，保证河堤的抗压和抗拉强度，防止河堤在采煤作业影响下出现失稳现象。

总之，石门河下采煤对河堤的安全性分析是一个复杂的问题，应当重视起来。采煤作业对河堤的安全性影响，主要在于河堤的稳定性、排水性和对环境的防护功能，必须加强监测，采取有效的措施，尽量减少采煤带来的安全风险。在石门河下采煤作业中，应当加强现场勘察和监测，以了解河堤的变化情况，实时发现河堤可能出现的问题。为此，应当建立一套完整的监测体系，包括山体监测、水文监测、地质监测、强度监测、地下水监测等等，以确保河堤的安全。

地下煤炭开采对地表稳定性影响的分析

地下煤炭开采对地表稳定性影响的分析

- 1 - 地下煤炭开采对地表稳定性影响的分析

随着全球可再生能源的发展，煤炭仍然是全球主要能源之一。在世界范围内，许多国家使用煤炭作为电力发电和热能源。但是，开采煤炭也会对地表景观产生负面影响。我们将分析煤炭开采对地表稳定性的影响，以及如何控制这种影响。

地表稳定性是指地表的可预测程度。当下面的地层发生变化时，会影响地面的平稳性和形状。而开采煤炭活动可能会引起下面的地层变化，从而对地表稳定性产生影响。

首先，煤炭开采会导致地貌变化。煤炭开采时，大量的土地被挖掘，地面的形状会发生很大的变化，从而破坏了地表原有的稳定性。其次，煤炭开采会破坏地下水质。因为开采过程中，从地下采掘煤炭时会影响地下水，导致水质变差，水污染会成为主要的地质灾害之一。最后，煤炭开采会导致地应力变化。在开采过程中，煤炭深度巨大，这样会导致煤层下方的地应力发生变化，从而影响地表稳定性。

为了确保开采煤炭的过程中不破坏地表稳定性，采取的措施有很多。首先，应采用合理的开采方式，避免采掘太深，从而确保煤层对地下水影响最小。其次，在开采前加强地质勘查，以解决地质问题，减少开采对地表的影响。再者，采取综合防护措施，例如在陡坡边建立坡防措施，减小地貌变化带来的影响，从而有效的抵御洪水的冲击。此外，还要加强对地下水的监测，以及对水质的控制，以避免水质污染，防止洪水的发生。

总之，开采煤炭将对地表的稳定性产生重大影响。因此，在煤炭 - 2 - 开采过程中，应采取一系列有效的措施，以确保地表稳定性。同时，还要不断改进开采技术，提高开采利用效果，从而有效的控制地质灾害，保证地表稳定性。

下伏采空区对水库坝基稳定性和渗漏性的影响

下伏采空区对水库坝基稳定性和渗漏性的影响

下伏采空区对水库坝基稳定性和渗漏性的影响

王玉涛

【摘 要】Combined with the engineering geological condition of Yan’an

reservoir and a proposed goaf occurrence condition, on the basis of the

analysis of the forms and the mechanism of destruction and deformation

of goaf of room and pillar mining, the paper analyzes the influence of

room and pillar goaf on the stability and leakage of the dam foundation of

reservoir. The results of stability analysis show that the goaf is in an

unstable state, under action of dam load, the goaf will be “activated”

and seriously impact the stability of dam foundation, sluicing culvert and

other auxiliary structures. The results of leakage analysis results show that

the goaf is a serious impact on the leakage of reservoir. When there is no

destruction induced by arch caving and roof collapse at large area in the