深部开采覆岩关键层对地表沉陷的影响VIP专享VIP免费

第32卷第7期2007年7月煤炭学报JOURNAL0FCHINAC0ALSOCIETYV01．32No．7July2007文章编号：0253—9993(2007)07—0686—05深部开采覆岩关键层对地表沉陷的影响许家林，连国明，朱卫兵，钱鸣高(1．中国矿业大学能源与安全工程学院，江苏徐州221008；2．山西省高平市新庄煤矿，山西高平048400)摘要：通过工程实例和数值模拟实验，就深部开采覆岩关键层对地表沉陷的影响进行了研究，结果表明，对于倾斜煤层而言，开采深度的增大意味着基岩厚度的增加，从而引起深部开采覆岩关键层层数一般多于浅部开采，深部开采覆岩主关键层位置距开采煤层的距离一般大于浅部开采．正是由于受深部开采覆岩主关键层位置的改变和覆岩关键层层数增多的影响，导致了深部与浅部开采地表沉陷特征的差异．关键词：深部开采；关键层；地表沉陷；岩层移动；绿色开采中图分类号：TD325文献标识码：AInfluenceofthekeystrataindeepminingtominingsubsidenceXUJia．1in，LIANGuo．ming，ZHUWei．bing，QIANMing．gao(1．SchoolofMiningandSafetyEngineering，ChinaUniversityofMining＆Technology，Xuzhou221008，China；2．XinzhuangCoalMine，GaopingCityShanxiProvince，Gaoping048400，China)Abstract：Theinfluenceofthekeystrataindeepminingtominingsubsidencewasstudiedbytheengineeringin—stanceandthenumericalsimulationrespectively．Fromtheresultsofabovementionedtwostudymethods，educesthatincaseofthedecliningcoalseamthedeepertheminingpositionislocated，themorethethicknessofstrataabovecoalseamincreases．Therefore，theamountofkeystrataabovecoalseamincaseofdeepminingareusuallymorethanthatincaseofminingatshallowposition，andthedistancebetweenthemainkeystratumandcoalseamincaseofdeepminingismuchmorethanthatincaseoftheshallowone．Hereby，owingtothechangeofthemainkeystratum’Spositionandtheincreasingamountofthekeystrata，comparedwithminingatshallowposition，thesubsidenceofdeepminingisdifferentwiththethesubsidenceofshallowmining．Keywords：deepmining；keystratum；surfaceminingsubsidence；stratamovement；greenmining随着煤炭资源的持续高强度开发，浅部煤炭资源日益减少，煤矿开采深度由最初浅部200～300m逐步发展到深部700—800m，我国部分煤矿开采深度已达到1000m以上¨J．随着开采深度的增大，矿井开采地质力学环境与浅部开采相比发生明显改变，导致深部开采工程灾害日趋严重．正是由于深部开采地质力学环境的改变，使得深部开采岩石力学行为与浅部明显不同，基于浅部开采形成的岩层控制理论与技术不能适应深部开采J．为了保证深部煤炭资源的安全高效开采，必须开展深部开采相关问题的研究，它已成为目前国内热点研究课题之一．深部开采主要研究方向包括深部开采岩体力学基本特性、深部开采巷道工程稳定性控制、深部开采动力灾害防治、深部开采岩层移动与开采沉陷控制等方面．收稿日期：2006—10—19责任编辑：柴海涛基金项目：国家自然科学基金重大资助项目(50490273)；教育部“新世纪优秀人才支持计划”资助项目(NCET一05—0478)作者简介：许家林(1966～)，男，江苏句容人，教授，博士生导师．E—mail：cumtxjl@cumLedu．cn维普资讯http://www.cqvip.com第7期许家林等：深部开采覆岩关键层对地表沉陷的影响687已有的实测资料表明]，深部开采地表沉陷特征与浅部开采存在明显差异．目前，对导致深部与浅部开采地表沉陷差异的内部岩层移动机理还没有得到很好地解释．本文基于关键层理论对此问题开展研究．1深部开采覆岩关键层组合特征由于成岩时问及矿物成分不同，煤系地层形成了厚度不等、强度不同的多层岩层，总体上分为表土层与基岩2部分．基岩段是由厚度不等、软硬不同的岩层相问组成，实践表明，其中一层至数层厚硬岩层在岩层移动中起主要的控制作用．将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩体起控制作用的岩层称为关键层，前者称为亚关键层、后者称为主关键层．图1所示为典型倾斜煤系地层．假设基岩中共有3层关键层，由图1可知，随采深增...