杭來灣井田煤炭開采地表沉陷預(yù)測.pdf

1、陜北地區(qū)是我國重要的能源化工基地之一,蘊藏著豐富的煤炭、石油、天然氣等資源。但其地處干旱半干旱地區(qū),生態(tài)環(huán)境脆弱。煤層開采對上覆巖層和地表造成一系列損害,產(chǎn)生嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境問題,威脅到礦區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全。研究地表移動與變形的機理,預(yù)測地表移動變形的范圍、程度等,對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境保護及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　本文以杭來灣井田為例,以采煤沉陷基本理論為指導(dǎo),將野外調(diào)查與室內(nèi)綜合分析相結(jié)合,探討了采煤沉陷分布規(guī)律和機理;以杭來灣

2、井田30101工作面為例,運用概率積分法對采煤引起的地表移動變形進行了預(yù)測。通過研究,獲得了以下成果:
　　(1)通過野外調(diào)查和室內(nèi)分析,揭示了區(qū)內(nèi)采煤引起的地表移動變形規(guī)律。調(diào)查的裂縫共發(fā)育21條,走向基本平行為135°,寬度存在分級性;房屋沉陷破壞嚴(yán)重。
　　(2)根據(jù)前人經(jīng)驗公式計算了采煤引起的冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶及保護層的高度分別為33.60~42.40m、85.87~107.02m、16.80~21.20 m,其平均

3、值分別為38m、96.45m、19m;并從地質(zhì)條件和采礦條件兩個方面探討了杭來灣井田采煤沉陷的機理。
　　(3)以區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、水文地質(zhì)和煤層埋藏條件為基礎(chǔ),結(jié)合采煤工程實際情況,以采煤沉陷機理為中心,確定了采煤沉陷預(yù)測所需的參數(shù),建立了概率積分法預(yù)測模型,對區(qū)內(nèi)采煤沉陷進行了預(yù)測。利用野外實測數(shù)據(jù)對預(yù)測結(jié)果進行了驗證,表明利用概率積分法進行采煤沉陷預(yù)測具有可行性和可靠性。預(yù)測結(jié)果表明:理論最大沉陷值為7.17m,傾斜變形最大值為6

4、8.9mm/m,水平變形最大值為31.42 mm/m,通過實測和模擬研究計算得出邊界角為68.9°,移動角為70.4°,裂縫角為89°,移動盆地的沉陷范圍是2.193km2。
　　(4)根據(jù)采煤沉陷預(yù)測結(jié)果,結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)分析表明:3號煤開采對區(qū)內(nèi)主要的含水層—薩拉烏蘇含水層影響很小,但對延安組和直羅組含水層有一定的影響;為保護紅石峽水源地應(yīng)在頭道河則向杭來灣井田方向留設(shè)1000m陸域保護區(qū)的保護煤柱。
　　上述研究成果對