袁庄矿地表岩移观测及影响范围预计

　　
　　表2：袁庄矿Ⅲ3193工作面岩移观测结果
　　
　　
　　
　　图1：Ⅲ3193工作面岩移观测主剖面
　　5、袁庄矿区最大下沉值的计算。
　　地表移动稳定后的最大下沉值是反映表移动和变形程度的一项重要参数，又是决定地表水平移动、倾斜、曲率、水平变形等参数的基础，因此正确的预计地表移动的最大下沉值具有重要意义。目前，矿区常用如下公式来预计充分采动后的最大下沉值：
　　Ｗ0＝ηmcosα
　　式中η—地表下沉系数；
　　m—采高，m；
　　α—煤层倾角，(°)。
　　此公式适用于近水平、缓倾斜及中倾斜煤层。在煤层厚度的倾角一定的条件下，地表最大下沉值只取决于地表下沉系数η。根据此次观测数据可知：
　　η＝Ｗ0/(mcosα)
　　≈1.2÷（2×cos22.5°）
　　＝0.65
　　此次观测为首次采动，随着袁庄矿下部煤层的开采。31煤开采引起的地表稳定后，开采下一煤层时地表移动较为剧烈，下沉系数将增大，移动范围也有所扩大。这可看作是首次采动，导致上覆岩层变软，从而导致的一系列参数变化。重复采动后的地表下沉系数要比初此采动要增大10%，随分层数增多而渐趋于稳定。袁庄矿上覆岩性为软弱岩性，下沉系数极限0.95。
　　袁庄矿以后在采32煤层时，地表下沉最大值计算时，可按η＝0.72进行计算。采4煤时，η取0.79计算。至于回采深部的6煤层，η取值得视具体情况，考虑6煤层与首采煤层的间距与采深的比例得进行计算。可近似按下式计算：
　　η＝0.79+0.65h/H
　　式中h—6煤与4煤的层间距；
　　H—6煤采深(基岩段)。
　　
　　6、袁庄矿区地表移动时间。
　　在观测地表岩移的过程中，以地表下沉10mm作为移动过程的起始时间，并以6个月内下沉量小于30mm作为移动过程终止时间。在整个岩移过程中，按照下沉速度指标将其分为三个阶段：
　　开始阶段—由移动开始至下沉速度达到50mm/月；
　　活跃阶段—下沉速度大于50mm/月；
　　衰退阶段—下沉速度小于50mm/月。
　　按照此标准，可知此次观测，地表移动时间如下表。
　　表3：地表岩移持续时间
　　 总时间 开始阶段 活跃时间 衰退阶段
　　持续时间(月) >15 <6 5 >4
　　回采结束间隔时间(日期) 93.7~ ~94.1 94.2~94.7 94.8~94.12
　　由上表可知，下沉活跃阶段在整个岩移过程中，所占时间较短。活跃阶段下沉量占总下沉总量不足50%。岩移活跃阶段，地表下沉速度最大，变形最剧烈，对地表建筑物的危害也最大，常称之为危险变形期。因此，在对塌陷范围内，建筑物破坏程度进行观测时，活跃时间为最佳阶段。
　　值得说明的是，此次观测结束时，地表岩移过程尚未终止。故不能确定地表岩移的持续时间。但考虑到袁庄矿区上覆岩层，岩性软弱，故可参照上覆岩层亦为软弱岩层的其它矿区的实测数据。例如各项岩移参数与淮北矿区均较为类似的开滦矿区，地表岩移持续时间为19个月。此数据对我矿有一定的参照意义。
　　
　　3、地面保护煤柱的留设：
　　袁庄矿区，位于萧县附近，乡镇工业不发达，矿区内多为农村。地表建筑多为普通砖木、砖混结构房屋，建筑物保护等级均属Ⅲ级。保护煤柱的边界实际为预计的地表岩移危险移动边界。在正常设计村庄保护煤柱时，都会增设一围护带，以抵消移动角的误差引起的煤柱尺寸不足，以及抵消井上下位置关系确定不准确而造成保护煤柱尺寸和位置的误差。Ⅲ级建筑物应留10m围护带。各矿区都有自己的移动角数值。淮北矿区，基岩移动角选75°,松散层移动角选45°进行计算。而针对袁庄矿，利用该组参数计算出来的煤柱尺寸偏大，不宜再增加煤柱尺寸，以免造成资源浪费。在计算过程中，可根据所选参数反算决定井下煤层开采边界。这样计算出来的结果更接近真实情况，也更具有实际指导意义。
　　由于煤柱开采后形成的采空区大多数为长方形，而关键层的破坏因为长方形的边角效应而呈椭圆形。因此，地表塌陷范围均为椭圆形，塌陷边界也均为曲线。反之，地面呈方形的保护范围，实际保护煤柱边界也应为曲线边界。在煤住的留设过程中，根据各特征点连线确定的拐角，必要的时候，亦可以作为三角块段回采。
　　由于各煤层赋存状态的差异，在留设多煤层各分层保护煤柱时，不应简单的由上分层煤柱边界往外直推。应分层进行计算，以便造成煤柱尺寸过大或过小。尤其在煤柱的留设过程中，应充分考虑重复采动的影响。

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