煤礦採空區覆巖穩定性評價及治理方案分析

2022-01-18 12:43:54 字數 1159 閱讀 9691

摘要:本文選取神木縣沙溝如煤礦採空區為研究物件,為了保證擬建的神木縣九江96萬t/a型焦化電聯產資源綜合利用建設工程能夠順利實施,必須了解採空區的分布特徵,變形與破壞特徵,採取有效的治理措施,以達到好的治理效果,為該地區類似工程提供參考,因此,對沙溝飾煤礦採空區治理方案優選研究就顯得十分有意義。

關鍵詞:採空區形成機理穩定性評價

一、概述

擬建神木縣九江96萬t/a(公稱)型焦化電聯產資源綜合利用建設工程規模為年產鑄造型焦96萬噸及化、電聯產工程,包括:fy435o型鍋爐場地及相應配套工程、全然氣熱電站、貯備煤場、油品庫和相應的公共設施(迴圈水、生化處理、空壓站、水冷站、變電所)等,廠區占地27.57(576mx30om)公頃,分有以下功能區:

a)備煤區;b)煉、熄焦區;c)儲焦區;d)生產區;e)輔助生產區及發電廠。建設工程的廠房磚混結構採取條形基礎,鋼架結構採用獨立基礎,焦爐等大型建築採用鋼筋混凝土構架式基礎,各擬建(構)築物基礎埋深2.5-7m,基底平均壓力60~250kpa。

工程專案估算總投資:44022.41萬元,屬重要建設工程。

整個廠區位於神木縣沙溝赤煤礦採空區之,採空區埋深約100m,採厚2.8-3.5m,頂板為灰-黑色砂質泥岩,區域性已冒落,經調查,擬建廠區下的採空區有大面積整體跨落災變的危險,需要進行治理。

二、採空區穩定性評價

1)頂板坍塌評價

採空區地下埋深約87~104m,第四系厚度約39m,煤房平均採厚為3.5m,覆巖平均碎脹係數取1.1。

經估算採空區覆巖為矩形、楔形、錐形坍塌區的最大高度eh分別為35m,70m,105m。從最不利的錐形坍塌區的最大高度105m考慮,、在該場地上覆岩層厚度小於錐形坍塌區的最大高度,在使用過程中,有可能引起地表的變形。

2)煤柱的穩定性評價

對於房柱開採的煤礦採空區,煤柱的穩定性是保證其老採空區穩定的主要決定因素。該煤礦採深87~104m,覆巖平均重力密度為22.0kn/m3,煤房平均採厚為3.

5m,經井下測量,煤柱多呈長方形,長度和寬度在5~10m之間;煤柱兩側採出區的長度、寬度為6-12m之間,.90mpa考慮,在87m、95m和104m埋深情況下,在最不利的狀態下煤柱的穩定係數在0.92-1.

40之間,煤柱的穩定係數未達到1.5-2.0,即場地未達到穩定狀態。

綜上所述,採空區頂板從最不利的錐形坍塌區的最大高度105m考慮,在該場地使用過程中,採空區覆巖塌陷的高度有可能引起地表的變形。

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