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        條帶開(kāi)采條件下地表移動(dòng)與變形特征的預(yù)測(cè)研究

        2015-09-21 02:44:32王飛飛楊武強(qiáng)
        電子測(cè)試 2015年12期
        關(guān)鍵詞:拐點(diǎn)條帶工作面

        王飛飛,楊武強(qiáng)

        (河南神火集團(tuán)泉店煤礦,河南許昌,461000)

        1 工程背景

        某礦150506工作面開(kāi)采屬于多煤層重復(fù)開(kāi)采,引起的覆巖和地表移動(dòng)屬于重復(fù)采動(dòng)。工作面設(shè)計(jì)平均走向長(zhǎng)約480m,平均傾向長(zhǎng)約184.6m,工作面風(fēng)巷預(yù)計(jì)標(biāo)高約為-399.4~-440m,工作面機(jī)巷預(yù)計(jì)標(biāo)高約為-409.5~-426.2m。采用走向長(zhǎng)壁垮落采煤法,綜合機(jī)械化采煤,試驗(yàn)面范圍內(nèi)6-1煤與上面的7-1煤平均層間距14.5m、與7-2煤層平均層間距為26.4m、與8煤平均層間距為38.1m、與9煤平均層間距為58.3m。

        2 地表移動(dòng)變形分析

        綜合考慮某礦地表移動(dòng)觀測(cè)站成果,得到地表移動(dòng)全采預(yù)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

        表1 某礦地表移動(dòng)預(yù)計(jì)參數(shù)

        以上參數(shù)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料通過(guò)分析處理直接求取的,因此,選取以上參數(shù)作為本項(xiàng)目已采區(qū)地表移動(dòng)預(yù)計(jì)參數(shù),滿足本文計(jì)算精度的要求。

        條帶法開(kāi)采的地表移動(dòng)和變形規(guī)律與全采的近似。驗(yàn)算表明,條帶法開(kāi)采的地表移動(dòng)和變形值可用概率積分法計(jì)算,但它的下沉系數(shù)、主要影響角正切等參數(shù)則與全采不同,條帶開(kāi)采條件下的下沉系數(shù) 、拐點(diǎn)偏距 、主要影響角正切 、水平移動(dòng)系數(shù) 的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式如下:

        (1)下沉系數(shù)

        分析國(guó)內(nèi)7個(gè)冒落條帶法開(kāi)采和國(guó)外4個(gè)充填條帶法開(kāi)采實(shí)例,以及采用有限元法計(jì)算,得出冒落條帶法開(kāi)采地表下沉系數(shù)計(jì)算式:

        (4)拐點(diǎn)偏距

        條帶開(kāi)采的拐點(diǎn)偏距,隨采深和采出率的增大而增大。根據(jù)我國(guó)煤礦條采的實(shí)測(cè)資料,當(dāng)采深H0>75m時(shí),拐點(diǎn)偏距為

        式中:

        q條、q全—分別為冒落條采法和冒落全采法的下沉系數(shù);

        b條、b全—分別為冒落條采法和冒落全采法的水平移動(dòng)系數(shù);

        表2 條采預(yù)計(jì)參數(shù)計(jì)算表

        表3 條采預(yù)計(jì)參數(shù)

        表4 150603條采面地表移動(dòng)與變形特征

        tgβ條、tgβ全—分別為冒落條采法和冒落全采法的主要影響角正切;

        s條—為冒落條采法的拐點(diǎn)移動(dòng)距離;

        H0—平均開(kāi)采深度,m;H—采深,m。

        計(jì)算得到條采預(yù)計(jì)參數(shù)表2。

        根據(jù)表2,參考相似材料模擬試驗(yàn)資料,綜合分析得到條采預(yù)計(jì)參數(shù)如表3。

        通過(guò)計(jì)算機(jī)編程計(jì)算,得到各方案開(kāi)采后地表移動(dòng)與變形特征值,見(jiàn)表4。

        3 結(jié)論

        從表4分析可知,走向條帶開(kāi)采三個(gè)方案的地表最大下沉值為179mm,最大拉伸水平變形為0.3mm/m,滿足開(kāi)采設(shè)計(jì)使地表水平拉伸變形控制在0.5mm/m以內(nèi)的要求。

        [1]趙麗.巨厚松散層下地表移動(dòng)參數(shù)解算與移動(dòng)變形預(yù)計(jì)[D].安徽理工大學(xué),2013.

        [2]周敏.地下開(kāi)采地表移動(dòng)變形的規(guī)律研究及影響因素分析[D].重慶大學(xué),2011.

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