Development characteristics and treatment methods of mining surface cracks in shallow buried coal seam gully
侯恩科冯栋谢晓深从通李民峰冯冲刘凡凡杜超杰
HOU Enke,FENG Dong,XIE Xiaoshen,CONG Tong,LI Minfeng,FENG Chong,LIU Fanfan,DU Chaojie
西安科技大学 地质与环境学院西安科技大学 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西涌鑫矿业有限责任公司
黄土沟壑区浅埋煤层开采诱发的地表裂缝灾害相对严重,特别是在沟道底部等煤层埋深极浅区域易与覆岩内部裂隙贯通形成导水通道,致使地表水溃入井下威胁生产安全。为研究黄土沟壑区浅埋煤层回采造成的沟道地表裂缝发育特征及其引发的地表溃水水害防治方法,笔者以陕西省安山煤矿125203工作面菜沟段为研究对象,采用无人机遥感技术和现场实测相结合的方法对沟底裂缝进行填图和动态监测,揭示了采动地表裂缝的平面展布规律、动态发育规律及其与工作面生产进度之间的关系。在此基础上通过实地调查沟道地质条件,提出了沟道地表裂缝不同区域的分区治理方式,并进行了现场实践应用。研究表明:① 沟底平行开切眼裂缝多以“台阶状”发育,宽度在5 cm以内的地表裂缝占64%,宽度在5~10 cm的地表裂缝占20%,宽度在10~20 cm的地表裂缝占10%,宽度超过20 cm的地表裂缝占6%;② 沟底平行开切眼裂缝初始发育位置与回采位置基本一致,超前或滞后回采位置不足6 m,裂缝角近似垂直;③ 随着工作面推进,正向坡裂缝呈现出“开裂—稳定”的动态变化特征,反向坡裂缝呈现出“开裂—闭合—稳定”的动态变化特征,平均动态变化时间为3.70 d;沟底平行开切眼裂缝呈现出“开裂—闭(半闭)合—再开裂—稳定”的动态变化特征,平均动态变化时间为5.25 d,有一定的自愈合能力;④ 基于沟底地形地貌和地表裂缝发育特征及土地利用方式划分了4种治理区域,并针对性地提出了不同区域沟道溃水水害防治方法;⑤ 工程实践应用结果表明本文提出的分区治理方法能够有效预防沟道地表裂缝溃水水害。
浅埋煤层地表裂缝动态发育特征分区治理水害防治
shallow buried coal;surface crack;cracks dynamic development characteristics;regional governance area;water damage prevention
1 研究区概况
2 采动地表裂缝发育规律及特征
2.1 调查方法
2.2 地表裂缝平面展布规律
2.3 地表裂缝发育特征
2.4 地表裂缝动态发育规律
2.5 地表裂缝发育位置与回采位置的关系
3 沟道地表裂缝分区治理方法
3.1 煤层开采“两带”发育高度确定
3.2 沟道地表裂缝分区治理方法
4 治理效果
5 结论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会