[发明专利]煤矿充填开采的岩移观测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一项与煤矿充填开采有关的岩移变化规律的观测方法。

背景技术

伴随着煤炭开采技术、开采水平的提高，人们的开采理念也在更新变化，适时的提出绿色开采这一概念。其中，充填开采作为一种安全、高效、环保的绿色采煤方法现正得到大力推广应用。充填开彩是将煤炭采出后，用充填体及时充填，充填体不仅能控制上覆岩层移动，而且能降低支承压力，减小底板的破坏深度和范围，防止底板突水。充填开采后围岩移动对周围环境及地表村庄影响的程序及范围等等一系列课题伴随而生。因此，对岩层移动的观测成为充填开采技术发展的关键。

发明内容

本发明是根据充填开采生产实际，在分析研究陷落法煤层开采岩层变化规律的基础上，提出对矸石充填工作面开采期间的地表岩层变化规律进行观测研究的方法。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

在工作面开采初期，在井上地面、井下主要涉及区按工作面走向和倾向范围内设置监控点，工作面开采期间定时对各个监控点进行观测，对检测数据采用概率积分法通过计算机程序进行地表移动与变形量进行计算，将各个时间段的变形量进行比较分析，通过得出岩移变形规律；比较分析时可按照现有的陷落法开采岩移分析方法进行。然后根据变形规律采取措施以实现对充填开采的动态监控，实现安全高效开采。

岩移变形观测包括以下内容：井下岩移观测和地面工业广场地表点下沉与水平位移移动测量，其中：

(一)所述的井下岩移观测首先在井下观测区埋设观测桩，布置测量网，并按照工程地质的要求进行；观测内容包括：顶、底板下沉量与水平位移量，巷道两帮位移量。观测时要求如下：

要求导线测量时按7秒精度计算出各点坐标值，每2-3周观测一次；

要求井下高程测量时往返测高差小于(R为水准路线长度，以km单位)；用两次仪器高(或其它观测方法)观测，其互差小于5mm；每周观测1～2次；

要求底板下沉观测点与顶板点上下对应，在同一铅垂线上，所埋设的点要能够长期保存；

要求导线和水准路线长度从开采区延长至副井附近，确保导线和水准线，起算点的稳定性；

要求每次观测同时记录工作面开采位置和开采速度、充填情况。

(二)所述的地面工业广场地表点下沉与水平位移移动测量方法是：首先在工业广场上布设观测点，以副井或主井为中心布设成射线状的三条线上，至少第一条(A线和B线及C线)，布设在大巷保护煤柱上方，测点间距25-30米。

在工业广场上布设加密监测网，3个月测量一次平面位置；1个月测量一次高程；测点间距根据地面建筑物而定，具体位置根据地形条件确定。

在井塔上布设4个监测点，测量坐标和高程，3个月测量一次；

要求按一级导线测量要求：测角中误差5秒，测回数4，方位角闭合差秒(n为测站数)；距离观测2测回，一测回最大互差10mm；

要求四等水准：仪器级别DS3型，用2次仪器高(或其它观测方法)观测，其互差小于5mm；

本发明的优点是：通过本发明岩移观测方法，可以使充填开采后围岩移动对周围环境及地表村庄影响的程序及范围有了一定的依据，节省了排干费，减少了投入矿车费用；开采期间，工作面仅呈现小量底板裂隙渗水，降低了水害威胁，提高了资源采出率，实现了安全、高效、绿色开采。

附图说明

图1是本发明实施例观测网布置图；图中以万祥矿业潘西煤矿4197工作面地表移动观测为例。

图2是巷道变形观测点布设图；

图3是井塔上与地面监测点布设图。

具体实施方式

万祥矿业潘西煤矿4197工作面上部为苗家庄村庄，下部受底板奥灰水威胁，而且部分采面处于副立井保护煤柱之内；该工作面的开采，将对苗家庄、工业广场、立井保护煤柱造成不同程度的影响；其上部4194、4195、4196工作面开采期间均出现不同程度的涌水，最大涌水量达847m³/min。为遏制和预防底板涌水，减少地面塌陷及对村庄建筑物和立井煤柱的影响，减少排矸占地、塌陷赔偿费用，避免环境污染，增加资源回收率，响应国家号召，决定对该面实施以矸换煤风动充填法试采。

1、工作面概况