单县丰源实业有限公司张集煤矿 山东省菏泽市 274330
摘要：张集矿井地处鲁西南黄河冲积平原，地势平坦，表土层深厚，平均厚达517m，土地利用以耕地为主。随着经济发展对土地的需求持续增长，耕地总体质量下降的趋势短期内难以遏制，耕地紧缺的状况难以缓解。塌陷区土地整治和高标准农田建设也是生态保护和生态修复工程[1]，对减少因矿山开采造成耕地损失极其重要，而做好塌陷地治理的前提是做好地表岩移规律研究。本文结合张集煤矿工作实际通过长期监测1302工作面地表岩移参数，总结了在深厚表土层矿区，大倾角放顶煤开采技术条件下的地表岩移规律，希望能对各位读者在地表岩移规律工作研究上有一定的借鉴意义。
关键词：大倾角；放顶煤；深厚表土层；岩移规律
1矿区概况
张集矿井位于单县东部，距单县县城22km，行政区划属单县张集镇。矿区面积开采标高-400～-1200m。资源储量1.21亿t，设计可采储量8100万t，年生产能力120万t，服务年限51.9a，煤层倾角14～27°。地处黄河冲积平原，地势平坦，土层深厚，平均厚达517m，属华北平原新沉降盆地的一部分。从西南向东北缓慢倾斜，海拔高程40m左右。
2主要基础技术工作
2.1工作面情况
1302工作面为该矿首采区西翼3上煤层首个工作面，工作面平均走向长度900m，倾向长度162m，煤层总厚度3.0～9.8m，平均6.5m，埋深761m～851m，采用综采放顶煤回采工艺，四周均未采动。该工作面地面相对位置位于工业广场西北侧大赵庄处（已搬迁）。地面大部分为农田，有1条低压线，2条通信线在上方通过。
2.2测点布置情况
本次张集煤矿地表岩移监测项目沿开采工作面布设一条走向监测线：A线，44个监测点；两条倾向监测线：B线、C线，B线28个监测点，C线14个监测点。在开采面区域内及周边影响区域内布设沉降监测点40个，其中孔庄和徐路口村布设7个沉降监测点；大赵庄布设8个沉降监测点；邢楼村布设10个沉降监测点；于楼村和秦庙村布设12个沉降监测点；张三官庙村布设3个沉降监测点，编号为Z01、Z02、Z03，共计沉降监测点126个，水平位移监测点86个。
2.3监测周期及监测频率
1302工作面地表岩移监测自2016年5月开始一直进行持续监测，各监测点监测要素和监测频率具体见表1。
表1 监测点监测频率一览表
2.3监测结果分析
根据有关规范测量规程要求进行了有效观测，经平差计算后，对各监测点监测结果进行了统计分析，各测线最大变形值见表2。
表2 各监测线沉降参数情况一览表
3规律总结及应用
3.1岩移规律总结
根据各监测点监测结果，经过软件处理分析，最终确定矿区岩移参数定值如下：
（1）开采深度：平均约800米；
（2）下沉系数：0.649；
（3）移动角正切：1.7321；
（4）水平移动系数：0.433；
（5）最大下沉角：99°15′；
（6）倾向方位角：345°30′。
充分采动时地表最大下沉值、最大倾斜至、最大曲率值、最大水平移动、最大变形值等地表变形沉陷参数的求取与之密切相关，如地表最大下沉值[2]：
（m为煤层开采厚度，mm；q为下沉系数）；
3.2全井田地表下沉预计
综合各种技术信息参数，以井田内的2、3上、3下煤层分别为计算模型，综合预计三层煤全部开采后地表塌陷变形稳定的预计结果，结合下沉等值线图，分别计算了不同塌陷程度的面积见表3。
表3 全井田地表下沉变形塌陷面积
4、结语
根据目前土地利用现状、地表塌陷等级和面积以及居民意愿调查评价，可以合理确定塌陷地治理方案，如塌陷地治理以耕地复垦为主，塌陷深度大于地下潜水位的永久集水区，治理为鱼塘。但治理过程中势必存在“挖低填高、台田改造、矸石充填” 等问题，若果直接充填矸石，土壤肥力差，无法耕种，而永久积水区，一旦积水有肥力的土壤就会无形浪费，因此可以根据预测结果提前取出有肥力的土壤备用，待复垦为耕地的地块经矸石充填后，再覆盖预先取出的有肥力土壤可以治理成为较好的耕地。
参考文献：
[1]张凤荣. 整治低等耕地是产能提升也是生态修复.北京：中国自然资源报，2019
[2]朱刘娟. 深部开采条件下岩层移动角确定研究.北京：《煤炭工程》，2006
作者简介：
梁茂亮，男，出生于1985年1月，毕业于山东科技大学测绘工程专业，本科学历，工程师，现任单县丰源实业有限公司副总工程师。
论文作者:梁茂亮,黄安东,刘辉
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/21
标签：地表论文; 工作面论文; 单县论文; 耕地论文; 煤层论文; 表土层论文; 倾角论文; 《防护工程》2019年第6期论文;