摘要：豐城工業(yè)園擬建區(qū)壓覆豐城礦務(wù)局尚莊煤礦、塢社里深部勘查區(qū)、江西豐龍礦業(yè)有限責(zé)任公司井田的煤炭資源各類儲(chǔ)量共計(jì)1964.66萬(wàn)噸。本文通過(guò)對(duì)擬建區(qū)地層及地質(zhì)條件的分析、壓覆煤層開(kāi)采引起地表移動(dòng)變形計(jì)算、壓覆煤層開(kāi)采引起地表移動(dòng)變形計(jì)算，就此得知在壓煤區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)建（構(gòu)）筑物下全煤層無(wú)煤柱開(kāi)采是可行的，采后地面建（構(gòu)）筑物的使用是安全的。

關(guān)鍵詞：煤炭開(kāi)采;分析與計(jì)算;開(kāi)采影響

一、概述

豐城工業(yè)園區(qū)占地范圍較大，北部處于豐城礦務(wù)局尚莊煤礦、塢社里深部勘查區(qū)范圍內(nèi)，南部為江西豐龍礦業(yè)有限責(zé)任公司井田范圍。豐城工業(yè)園區(qū)壓覆豐城礦務(wù)局尚莊煤礦B4煤層共84.65萬(wàn)t;壓覆塢社里深部井田B4煤層39.70萬(wàn)t、C23煤層146.15萬(wàn)t;壓覆江西豐龍礦業(yè)有限責(zé)任公司豐龍礦井B4煤層333類儲(chǔ)量776.27萬(wàn)t，石上井田深部（-1300m）遠(yuǎn)景資源量957.59萬(wàn)t。豐城工業(yè)園區(qū)所壓覆的煤炭資源量占尚莊煤礦保有資源量的4.4%，占江西豐龍礦業(yè)有限責(zé)任公司保有儲(chǔ)量的8.6%。因此，豐城工業(yè)園區(qū)所壓覆的礦產(chǎn)資源量巨大，必須研究壓覆煤層開(kāi)采對(duì)地表建（構(gòu)）筑物的影響，以此避免建筑物遭受較大開(kāi)采損害。

二、擬建區(qū)地層及地質(zhì)條件

1、地層

豐城工業(yè)園區(qū)擬建區(qū)內(nèi)出露的地層有：第四系、第三系始新統(tǒng)臨江組（F2l）、侏羅系下統(tǒng)門口山組（J1m）砂巖、三疊系下統(tǒng)大冶組灰?guī)r（T1d）、二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組灰?guī)r（P2c）、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M砂巖（P2l）、二疊系下統(tǒng)茅口組灰?guī)r（P1m）?，F(xiàn)由新到老敘述如下。

根據(jù)各地層的巖性組合特征、巖石力學(xué)測(cè)試結(jié)果，可將各地層劃分為松散巖組、半堅(jiān)硬巖組、半堅(jiān)硬與軟質(zhì)巖組互層、堅(jiān)硬巖組。其中堅(jiān)硬巖組為三疊系下統(tǒng)大冶組灰?guī)r、二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組灰?guī)r和二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M砂巖。擬建區(qū)地層堅(jiān)硬巖層厚度較大，綜合分析，本區(qū)域地層條件為中等偏硬地層條件。

2、煤層及頂?shù)装鍘r層

豐城工業(yè)園區(qū)擬建區(qū)主要含煤地層為二迭系龍?zhí)督M，含煤段是老山下亞段和王潘里段。

老山下亞段平均厚度89.06m，含煤1～4層，自下而上編號(hào)為B3、B4、B5、B6。煤層總厚0.77～4.98m，平均厚度2.76m。B3煤層為局部可采煤層，B4煤層為全區(qū)可采煤層，煤層厚度一般為1～2m。在西南部明顯加厚，有部分地方煤厚在4m左右。煤層在向斜北翼由南向北，在南翼由北向南，煤層厚度有變薄的趨勢(shì)。煤層傾角為17-21，平均約20。煤層頂?shù)装遢^軟，煤層頂板為細(xì)砂巖，煤層底板為泥巖，王潘里段地層平均厚度93.83m，但由于該組的能開(kāi)采的C23煤層的全硫量超過(guò)3%，所以，該組煤層不作為計(jì)量煤層。

煤層老頂為淺灰色細(xì)砂巖或細(xì)砂巖與粉砂巖互層。巖石致密堅(jiān)硬，具緩波狀、水平狀層理。厚2.5～39.55m，一般厚13m左右。在向斜軸部較厚，向兩翼有變薄的趨勢(shì)。經(jīng)采集巖石力學(xué)樣進(jìn)行化驗(yàn)測(cè)試，巖層最大抗壓強(qiáng)度150.88MPa，最大抗剪強(qiáng)度20.29MPa。老頂巖層巖性為堅(jiān)硬巖層。

3、地質(zhì)構(gòu)造

擬建區(qū)豐龍礦井（石上井田）有一寬緩的向斜構(gòu)造，井田區(qū)域基本構(gòu)造特征簡(jiǎn)單。只是在向斜的南翼西段有少量近南北向的小型斷裂，以及向斜西端近南北向的F9大斷層。F9斷層破壞了該向斜向西的延展性。

石上向斜為曲江向斜向西傾伏部分。傾伏的最深部位標(biāo)高為-1600m。再向西至27線又逐漸抬起，該向斜的軸向由西而東為N75E～N60E，走向長(zhǎng)約14km，寬約10km，為一短軸向斜構(gòu)造。向斜兩翼地層傾角由東而西略增大，南、北翼傾角均在18～20上下，該向斜屬于寬緩的向斜構(gòu)造，向斜南翼被第三系紅層以10～20的沖刷角將南翼600m以上的B4煤層全部剝蝕。

三、擬建區(qū)壓覆煤層開(kāi)采引起地表移動(dòng)變形計(jì)算

1、地表移動(dòng)的計(jì)算方法

概率積分法的等價(jià)轉(zhuǎn)換線積分方法是納入新編《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》的地表移動(dòng)計(jì)算方法，是《規(guī)程》中推薦的傾斜煤層計(jì)算方法，其計(jì)算與每一個(gè)計(jì)算點(diǎn)與工作面的相對(duì)位置有關(guān)，對(duì)于每一個(gè)不同的計(jì)算點(diǎn)都存在一個(gè)不同的等價(jià)計(jì)算工作面，通過(guò)等價(jià)影響原則將開(kāi)采工作面轉(zhuǎn)換為等價(jià)工作面，以等價(jià)面進(jìn)行移動(dòng)與變形的計(jì)算。

2、煤礦開(kāi)采引起的地表移動(dòng)變形計(jì)算

為合理評(píng)價(jià)壓煤區(qū)煤層開(kāi)采對(duì)豐城工業(yè)園擬建區(qū)的影響，根據(jù)各礦井和礦區(qū)采區(qū)開(kāi)采規(guī)劃分別計(jì)算分析。

根據(jù)擬建區(qū)與壓煤區(qū)的相互關(guān)系，豐城工業(yè)園擬建區(qū)受豐龍礦井、石上井田深部區(qū)、尚莊煤礦、塢社里深部勘查區(qū)的開(kāi)采影響，需要綜合分析各壓覆區(qū)內(nèi)所有煤炭資源開(kāi)采后豐城工業(yè)園擬建區(qū)所受的最終影響。將各壓煤區(qū)開(kāi)采影響相互疊加，可得豐城工業(yè)園擬建區(qū)所受煤層開(kāi)采影響的最終值。

四、擬建區(qū)建（構(gòu)）筑物抗變形能力分析

根據(jù)豐城工業(yè)園擬建區(qū)規(guī)劃，擬建區(qū)建構(gòu)筑物主要為廠房和高度小于三層的辦公用房。辦公用房一般為磚混結(jié)構(gòu)，其抗采動(dòng)變形能力可依據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》中規(guī)定的磚混結(jié)構(gòu)采動(dòng)損壞等級(jí)為I級(jí)時(shí)允許地表移動(dòng)變形值（水平變形小于2.0mm/m、傾斜變形小于3.0mm/m、曲率變形小于0.2×10-3/m）確定。對(duì)于廠房，其結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，抗采動(dòng)變形能力要大于一般的磚混結(jié)構(gòu)建筑物。對(duì)于廠房?jī)?nèi)的技術(shù)裝置，如常規(guī)管線、軌道、鍋爐、風(fēng)機(jī)等，根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》中有關(guān)“工業(yè)構(gòu)筑物、技術(shù)裝置及暖衛(wèi)工程管網(wǎng)地表（地基）的允許和極限變形值”參考標(biāo)準(zhǔn)，一般工業(yè)構(gòu)筑物、技術(shù)裝置、供熱管道、自來(lái)水管道、排水管網(wǎng)、輸油管的允許變形值都大于磚混結(jié)構(gòu)建筑物采動(dòng)損壞等級(jí)為I級(jí)時(shí)允許地表移動(dòng)變形值，但鋪設(shè)于地下的煤氣管道的地表允許變形值小于磚混結(jié)構(gòu)建筑物采動(dòng)損壞等級(jí)為I級(jí)時(shí)允許地表移動(dòng)變形值。因此，對(duì)于一般廠房的抗變形能力，也采用辦公用房的地表允許變形值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

五、壓煤開(kāi)采對(duì)建（構(gòu)）筑物的影響

將豐龍礦井、石上深部區(qū)、尚莊煤礦、塢社里深部勘察區(qū)的壓煤開(kāi)采影響綜合疊加后，可得到豐城工業(yè)園擬建區(qū)壓覆煤炭資源開(kāi)采后的最終影響。根據(jù)計(jì)算，豐城工業(yè)園擬建區(qū)所有壓煤均開(kāi)采后，擬建區(qū)地表的最大下沉為1440mm，最大水平拉伸變形為1.59mm/m，最大壓縮變形為-1.90mm/m，最大傾斜變形為2.90mm/m，最大曲率變形為0.027×10-3/m。上述移動(dòng)變形值均小于擬建區(qū)建筑物允許變形值。

六、結(jié)論

豐城工業(yè)園擬建區(qū)所壓覆煤層埋深較大，煤層較簿，壓煤區(qū)煤層全部開(kāi)采后引起的地表變形在擬建區(qū)建筑物允許變形范圍內(nèi)。基于現(xiàn)有豐城工業(yè)園管委會(huì)提供的擬建區(qū)建筑物規(guī)劃資料分析，在壓煤區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)建（構(gòu)）筑物下全煤層無(wú)煤柱開(kāi)采是可行的，采后地面建（構(gòu)）筑物的使用是安全的。

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