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[摘要]岩层移动规律的研究始终是采矿工程领域的基础性研究课题之一，也是“绿色开采”的重要研究内容。告成煤矿为煤与瓦斯突出矿井，采掘接替非常困难。根据研究告成矿21031工作面重复采动对地表铁路及颍河特大桥的影响。以便有依据提出21031工作面回采后减小地基变形和对铁路路基边坡、 桥梁进行维修加固的措施。
[关键词]岩层移动观测重复
中图分类号:TD325+.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0302-01
1 概述
告成井田属“三软”不稳定煤层，75%的煤层顶板受芦 F1断层影响为滑动构造顶板，滑动构造破碎带的厚度0.45～113.4m,平均36.2m，岩性极为复杂，以紫红色、灰绿色的断层泥、断层角砾岩、二叠系砂岩、砂质泥岩与泥岩为主，有时包括一部分三叠系红、绿色砂岩、砂质泥岩，软硬不一。21031工作面工作面南部靠近中央集中下山附近为滑动构造破碎带直接压煤， 煤层顶底板起伏变化较大，煤厚变化较大，地质条件十分复杂。21031工作面上方地表附近，有国家第一批文物保护单位观星台、告成镇村庄和登封铁路、颍河特大桥等建（构）筑物，提高工作面回采率与对地面建（构）筑物特别是颍河铁路特大桥保护的矛盾已经非常突出。
2 重复采动时滑动构造带下开采的地表移动变形观测
地表移动的过程十分复杂，它是地质采矿等因素综合影响的结果。目前，研
究地表移动的主要方法是实地观测。通过观测获得大量的实测资料，然后对这些实测资料进行综合分析，从而找出各种地质采矿因素对地表移动的影响规律。告成井田范围内地面自然村庄及文物等较多，随着21采区21021工作面、21041工作面和21031工作面的相继回采，重复采动对地表移动范围的影响日益显现，重复采动对登封铁路及颍河铁路特大桥的影响亟待研究。
2.1 21031工作面地表移动变形观测
受滑动构造的影响，滑动构造带上方覆岩倾向与二 1煤层倾向相反，特殊的地质采矿条件，造成现场地表裂缝走向与煤层走向斜交 45°的独有特点。通过观测及地面踏勘表明，21031回采后，地表移动变形加剧，21 采区三个已采工作面采空区形成一体，老采空区活化，地表受到重复采动的影响，变形加剧，这反映在以下几个方面：
（1）地表移动范围扩大。21031 工作面前方测点下沉达到10mm，超前影响距为 369m，走向超前影响角为 49°。工作面停采后，地表变形趋于稳定，超前影响角等于走向边界角。受采动影响，工作面上方出现房屋损坏，距离21041工作面下付巷 460m；地表出现裂缝，距离21031工作面下付巷340m。
（2）地表裂缝范围扩大。21031工作面回采后，由于采空区活化，覆岩进一步破碎，地表的破坏程度加剧，破坏范围加大，地表裂缝超前工作面340m，裂缝走向为 NE75°左右。地表的裂缝超前工作面310m，裂缝宽度2-8cm，走向为 NE75°左右。
（3）地表出现非连续的破坏。21031工作面回采后，多处地表出现台阶状裂缝，使地表不连续，这种非连续裂缝对地面建筑物、铁路等危害极大。
2.2 前期地表移动实测参数
（1）告成矿在 21 采区首采工作面21021的地表上方建立地表移动变形观测站。通过按特征点求取角量参数与运用概率积分法反演出角量参数相结合的方法，得到滑动构造带下开采地表移动角量参数为：走向移动角δ=60.7°，上山移动角γ=64.7°，下山移动角β=54°；走向边界角 δ0=54.9°，上山边界角γ0=60.2°，下山边界角β0=50.6°。《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》有众多典型工作面观测站地表移动实测参数，与非滑动构造带下开采覆岩条件中硬的矿区比较， 告成矿 21021 工作面回采地表移动的边界角、移动角都显著偏小，移动盆地范围偏大。
（2）为了研究告成矿 21041 工作面回采及登封铁路颍河特大桥保护技术，在 21041 工作面上方地表建立移动变形观测站。通过数据处理，研究得到告成矿 21041 工作面滑动构造带下开采，走向移动角为δ=52°，上山移动角为 γ=51°，下山移动角为β=52°；走向边界角为δ0=47°，上山边界角为 γ0=47°，下山边界角为β0=45°。
3 重复采动对告成矿滑动构造带下开采的影响
告成煤矿21041工作面属于第一次重复采动，21031 工作面属于第二次重复采动。重复采动后，地表移动加剧，地表移动和变形分布及其参数值都和21021工作面初次采动有显著变化。
（1）移动角和边界角显著减小。
21041重复采动后，走向移动角减小8.7°，上山移动角减小 13.7°，下山移动角减小 2°；走向边界角减小7.9°，上山边界角减小13.2°，下山边界角减小 5.6°。
（2）非连续的破坏增加
在重复采动时，经受初次开采破坏的岩体可能进一步破碎，使岩层和地表
的破坏程度加剧， 破坏范围加大， 采动不大时地表还会出现裂缝， 使地表不连续，甚至出现大断裂或台阶。而且，地表的这种非连续破坏常常是突然出现的，对地面建筑物、铁路等危害极大。因此，在重复采动时要特别注意加强对地表非连续破坏的观测和整治工作。
4 小结
（1）建立21031工作面地表移动变形观测站，停采后地表变形稳定后可以获得重复采动条件下，滑动构造带下采煤地表移动角值参数和概率积分参数，为地面建（构）筑物留设保护煤柱以及其下压煤安全合理的设计提供理论基础和技术资料。
（2）21031回采后，21采区三个已采工作面采空区形成一體，老采空区活化， 21031工作面地表受到重复采动的影响，地表移动变形加剧。重复采动对告成矿滑动构造带下开采的影响，体现在移动角和边界角显著减小，非连续的地表破坏增加，对地面建筑物、铁路等危害极大。
作者简介
仝保瑞（1978.2—），男，河南南阳人，大专学历，现郑煤集团告成煤矿从事采矿技术管理工作。
[关键词]岩层移动观测重复
中图分类号:TD325+.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0302-01
1 概述
告成井田属“三软”不稳定煤层，75%的煤层顶板受芦 F1断层影响为滑动构造顶板，滑动构造破碎带的厚度0.45～113.4m,平均36.2m，岩性极为复杂，以紫红色、灰绿色的断层泥、断层角砾岩、二叠系砂岩、砂质泥岩与泥岩为主，有时包括一部分三叠系红、绿色砂岩、砂质泥岩，软硬不一。21031工作面工作面南部靠近中央集中下山附近为滑动构造破碎带直接压煤， 煤层顶底板起伏变化较大，煤厚变化较大，地质条件十分复杂。21031工作面上方地表附近，有国家第一批文物保护单位观星台、告成镇村庄和登封铁路、颍河特大桥等建（构）筑物，提高工作面回采率与对地面建（构）筑物特别是颍河铁路特大桥保护的矛盾已经非常突出。
2 重复采动时滑动构造带下开采的地表移动变形观测
地表移动的过程十分复杂，它是地质采矿等因素综合影响的结果。目前，研
究地表移动的主要方法是实地观测。通过观测获得大量的实测资料，然后对这些实测资料进行综合分析，从而找出各种地质采矿因素对地表移动的影响规律。告成井田范围内地面自然村庄及文物等较多，随着21采区21021工作面、21041工作面和21031工作面的相继回采，重复采动对地表移动范围的影响日益显现，重复采动对登封铁路及颍河铁路特大桥的影响亟待研究。
2.1 21031工作面地表移动变形观测
受滑动构造的影响，滑动构造带上方覆岩倾向与二 1煤层倾向相反，特殊的地质采矿条件，造成现场地表裂缝走向与煤层走向斜交 45°的独有特点。通过观测及地面踏勘表明，21031回采后，地表移动变形加剧，21 采区三个已采工作面采空区形成一体，老采空区活化，地表受到重复采动的影响，变形加剧，这反映在以下几个方面：
（1）地表移动范围扩大。21031 工作面前方测点下沉达到10mm，超前影响距为 369m，走向超前影响角为 49°。工作面停采后，地表变形趋于稳定，超前影响角等于走向边界角。受采动影响，工作面上方出现房屋损坏，距离21041工作面下付巷 460m；地表出现裂缝，距离21031工作面下付巷340m。
（2）地表裂缝范围扩大。21031工作面回采后，由于采空区活化，覆岩进一步破碎，地表的破坏程度加剧，破坏范围加大，地表裂缝超前工作面340m，裂缝走向为 NE75°左右。地表的裂缝超前工作面310m，裂缝宽度2-8cm，走向为 NE75°左右。
（3）地表出现非连续的破坏。21031工作面回采后，多处地表出现台阶状裂缝，使地表不连续，这种非连续裂缝对地面建筑物、铁路等危害极大。
2.2 前期地表移动实测参数
（1）告成矿在 21 采区首采工作面21021的地表上方建立地表移动变形观测站。通过按特征点求取角量参数与运用概率积分法反演出角量参数相结合的方法，得到滑动构造带下开采地表移动角量参数为：走向移动角δ=60.7°，上山移动角γ=64.7°，下山移动角β=54°；走向边界角 δ0=54.9°，上山边界角γ0=60.2°，下山边界角β0=50.6°。《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》有众多典型工作面观测站地表移动实测参数，与非滑动构造带下开采覆岩条件中硬的矿区比较， 告成矿 21021 工作面回采地表移动的边界角、移动角都显著偏小，移动盆地范围偏大。
（2）为了研究告成矿 21041 工作面回采及登封铁路颍河特大桥保护技术，在 21041 工作面上方地表建立移动变形观测站。通过数据处理，研究得到告成矿 21041 工作面滑动构造带下开采，走向移动角为δ=52°，上山移动角为 γ=51°，下山移动角为β=52°；走向边界角为δ0=47°，上山边界角为 γ0=47°，下山边界角为β0=45°。
3 重复采动对告成矿滑动构造带下开采的影响
告成煤矿21041工作面属于第一次重复采动，21031 工作面属于第二次重复采动。重复采动后，地表移动加剧，地表移动和变形分布及其参数值都和21021工作面初次采动有显著变化。
（1）移动角和边界角显著减小。
21041重复采动后，走向移动角减小8.7°，上山移动角减小 13.7°，下山移动角减小 2°；走向边界角减小7.9°，上山边界角减小13.2°，下山边界角减小 5.6°。
（2）非连续的破坏增加
在重复采动时，经受初次开采破坏的岩体可能进一步破碎，使岩层和地表
的破坏程度加剧， 破坏范围加大， 采动不大时地表还会出现裂缝， 使地表不连续，甚至出现大断裂或台阶。而且，地表的这种非连续破坏常常是突然出现的，对地面建筑物、铁路等危害极大。因此，在重复采动时要特别注意加强对地表非连续破坏的观测和整治工作。
4 小结
（1）建立21031工作面地表移动变形观测站，停采后地表变形稳定后可以获得重复采动条件下，滑动构造带下采煤地表移动角值参数和概率积分参数，为地面建（构）筑物留设保护煤柱以及其下压煤安全合理的设计提供理论基础和技术资料。
（2）21031回采后，21采区三个已采工作面采空区形成一體，老采空区活化， 21031工作面地表受到重复采动的影响，地表移动变形加剧。重复采动对告成矿滑动构造带下开采的影响，体现在移动角和边界角显著减小，非连续的地表破坏增加，对地面建筑物、铁路等危害极大。
作者简介
仝保瑞（1978.2—），男，河南南阳人，大专学历，现郑煤集团告成煤矿从事采矿技术管理工作。