条带开采条件下地表移动与变形特征的预测研究

王飞飞,杨武强

（河南神火集团泉店煤矿,河南许昌,461000）

1 工程背景

某矿150506工作面开采属于多煤层重复开采，引起的覆岩和地表移动属于重复采动。工作面设计平均走向长约480m，平均倾向长约184.6m，工作面风巷预计标高约为-399.4～-440m，工作面机巷预计标高约为-409.5～-426.2m。采用走向长壁垮落采煤法，综合机械化采煤，试验面范围内6-1煤与上面的7-1煤平均层间距14.5m、与7-2煤层平均层间距为26.4m、与8煤平均层间距为38.1m、与9煤平均层间距为58.3m。

2 地表移动变形分析

综合考虑某矿地表移动观测站成果，得到地表移动全采预计参数见表1。

表1 某矿地表移动预计参数

以上参数是根据现场实测资料通过分析处理直接求取的，因此，选取以上参数作为本项目已采区地表移动预计参数，满足本文计算精度的要求。

条带法开采的地表移动和变形规律与全采的近似。验算表明，条带法开采的地表移动和变形值可用概率积分法计算，但它的下沉系数、主要影响角正切等参数则与全采不同，条带开采条件下的下沉系数 、拐点偏距 、主要影响角正切 、水平移动系数 的经验计算公式如下：

（1）下沉系数

分析国内7个冒落条带法开采和国外4个充填条带法开采实例，以及采用有限元法计算，得出冒落条带法开采地表下沉系数计算式：

（4）拐点偏距

条带开采的拐点偏距，随采深和采出率的增大而增大。根据我国煤矿条采的实测资料，当采深H0＞75m时，拐点偏距为

式中：

q条、q全—分别为冒落条采法和冒落全采法的下沉系数；

b条、b全—分别为冒落条采法和冒落全采法的水平移动系数；

表2 条采预计参数计算表

表3 条采预计参数

表4 150603条采面地表移动与变形特征

tgβ条、tgβ全—分别为冒落条采法和冒落全采法的主要影响角正切；

s条—为冒落条采法的拐点移动距离；

H0—平均开采深度，m；H—采深，m。

计算得到条采预计参数表2。

根据表2，参考相似材料模拟试验资料，综合分析得到条采预计参数如表3。

通过计算机编程计算，得到各方案开采后地表移动与变形特征值，见表4。

3 结论

从表4分析可知，走向条带开采三个方案的地表最大下沉值为179mm，最大拉伸水平变形为0.3mm/m，满足开采设计使地表水平拉伸变形控制在0.5mm/m以内的要求。

[1]赵丽.巨厚松散层下地表移动参数解算与移动变形预计[D].安徽理工大学,2013.

[2]周敏.地下开采地表移动变形的规律研究及影响因素分析[D].重庆大学,2011.