彬長礦區(qū)地面塌陷特征及形成機理研究.pdf

1、彬長礦區(qū)地處陜北黃土高原與隴東黃土高原結(jié)合部，煤炭資源量達69億噸。煤層采出后，土地、生態(tài)環(huán)境、水資源、建筑物及交通遭到嚴重破壞。因此，研究彬長礦區(qū)地面塌陷特征及形成機理對彬長礦區(qū)礦井安全生產(chǎn)、采動建筑物保護、生態(tài)環(huán)境保護、水資源保護及政府決策有重要的理論意義和實用價值。 通過對彬長礦區(qū)地面塌陷的詳細調(diào)查，認為彬長礦區(qū)地面塌陷(非連續(xù)變形)的類型主要有塌陷盆地、裂縫、塌陷槽、黃土崩塌與窯洞坍塌。并總結(jié)出彬長礦區(qū)地面塌陷(非連續(xù)變

2、形)的影響因素為開采深度及基巖厚度、工作面寬度與采厚、覆巖巖性結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵層厚度、地形地貌等。 應用《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》中的公式、《礦井水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》中的公式、數(shù)值模擬、相似材料模擬、經(jīng)驗數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)對彬長礦區(qū)“兩帶”發(fā)育高度進行綜合分析。得出《規(guī)程》中公式所得裂采比比實測值偏小很多，《規(guī)范》中公式所得裂采比則比實測值偏大；數(shù)值模擬、相似材料模擬、經(jīng)驗所得裂采比與實測值極為接近，裂采

3、比在11.5～13.4之間。綜合分析認為用裂采比13.3來預計彬長礦區(qū)“兩帶”發(fā)育高度是可行的。并以此為基礎進行彬長礦區(qū)水害預測，可得彬長礦區(qū)中部及西北部為水害嚴重區(qū)。 根據(jù)數(shù)值模擬、相似材料模擬及野外調(diào)查分析，總結(jié)出彬長礦區(qū)地面發(fā)生非連續(xù)性變形的覆巖破壞模式，即煤層開采后自下而上依次形成冒落帶、裂隙帶、離層帶及彎曲下沉帶、關(guān)鍵層局部拉破壞區(qū)、松散層破壞區(qū)，離層帶與裂隙帶之間存在很大的自由空間，關(guān)鍵層局部拉裂破壞只是巖體強度的弱