基于挤压爆破技术的煤矿地表沉陷裂隙治理研究

地下采煤引起的地表裂隙是开采沉陷破坏的直观表现,对建筑物和土地造成严重损害,同时贯通裂隙易造成工作面通风系统紊乱,严重影响矿井正常有序生产,因此提出切实可行的地表沉陷裂隙治理体系对地表开采沉陷研究和矿井高产高效生产具有实际意义。为解决大同矿区“双系”煤田煤矿地面沉陷裂隙,甚至局部与采空区连通的难题,以塔山煤矿30509工作面地面沉陷裂隙为工程背景,通过对目标区域裂隙特征分析,探讨了挤压爆破以及裂隙爆破充填原理,制定了裂隙爆破充填方案,确定了挤压爆破合理爆破参数,并进行了现场应用。结果表明:地面沉陷裂隙主要分为2类,沟谷东部为岩石裂隙,沟谷西部为土层裂隙,裂隙最大宽度超2 m,沉陷区域最大沉降深度达6 m。岩石裂隙采用挤压爆破充填方案,裂隙宽度大于100 cm时,采用双侧布置炸点挤压爆破法,宽度为30~100 cm时,采用单侧布置炸点挤压爆破法,宽度为20~30 cm时,采用裂隙内侧布置炸点挤压爆破法。土层裂隙采用松动爆破充填方案,裂隙宽度大于70 cm时,采用裂隙内双侧布置炸点爆破法,宽度小于70 cm时,采用裂隙内单侧布置炸点爆破法。采用铺设金属网和上部夯实土层回填技术,由于金属网比土层或岩层具有较大的抗拉强度,可确保裂隙沿金属网向下部向两侧运动,避免向上传递,同时金属网和上部夯实土层具有一定承载力,可确保地表完整和安全。实施挤压爆破后,结合地面沉降监测数据,地表沉陷裂隙得到有效改善,满足了矿井正常生产。

平原地区采煤沉陷区非饱和带水分特征及影响因素研究

基于安徽淮北市某矿采煤沉陷区,建立野外原位试验场,通过监测沉陷区非饱和带土壤水势、水位、降水量变化,并结合野外采集的土样测试结果,就地下水位、蒸发、降水、以及开采沉陷过程等因素对比分析沉陷区与非沉陷区土壤水分变动。结果表明:降水、蒸发条件的改变对非饱和带土壤水分分布影响较大,而在降水、蒸发条件基本相同的情况下,沉陷区30 cm以下非饱和带土壤含水率规律呈现先减小后增大,该现象主要是由于采煤后地面沉陷对土壤产生一定的扰动,竖直方向上裂隙增加,土壤持水率下降,沉陷稳定后,相对地势较低的沉陷区开始汇水使得土壤含水率上升。

煤矿地表移动与岩石层滑移观测研究

为了研究煤矿地表移动与岩石层滑动之间的关系,以北部某煤矿为原型,分别在该煤矿工作面附近建立了地表移动观察站。通过对实测资料的分析与研究,得到了南屯煤矿该区域综采条件下的地表移动变形规律与起动步距参数,结合数值模拟,对概况地表移动与岩石层滑移情况进行深入分析。