对鑫鑫煤矿井工开采对边坡稳定性的影响的评价

侯殿坤于 涛

（1内蒙古科技大学矿业工程学院副教授，包头 内蒙古 014000；2内蒙古科技大学矿业工程专业，包头 内蒙古 014000）

1 露天矿边坡下方井工开采是一个普遍存在的问题，目前我国已开发的露天煤矿大都是倾斜或缓倾斜矿体,根据矿山开采的经济技术要求,露天矿的开采范围仅限于矿体的浅部,而深部不适合露天开采的矿体部分则要由井工开采完成,这样就出现了露天矿境界外边坡下方井工开采的问题。因此揭示边坡下井采对边坡稳定性影响的内在规律是一个非常重要和急待解决的问题。

2 鑫鑫煤矿开采技术条件

该矿开采煤层为孙家湾层群和中间层，截止2002年末保有地质储量187.3千吨，其中基础储量（111b）156.8千吨，（2M11）30.5千吨，2003—2004年动用中间层0千吨，中间层81.7千吨，中间下层11千吨，剩余42千吨。2005年因阜新矿业集团“2.14”事故停产，辽西分局审批的技改工程，巷修工程，未进行回采。鑫鑫煤矿可采煤层开采技术条件如下表2-1所示

表2-1 鑫鑫煤矿可采煤层开采技术条件

3 鑫鑫煤矿因井工开采造成的地表移动、变形预计分析方法

鑫鑫煤矿上覆岩层性质为中硬，煤层为缓倾斜，缓倾斜煤层开采后地表沉陷规律基本符合随机介质理论，采取类比地质采矿条件相近的矿区（五龙煤矿）地表移动参数及该矿地表移动、变形结果分析方法，确定鑫鑫煤矿地表移动、变形。

采取类比地质采矿条件相近的矿区（五龙煤矿）地表移动参数及该矿地表移动、变形结果分析方法，确定鑫鑫煤矿地表移动、变形概率积分法计算参数，见鑫鑫煤矿采煤沉陷程度计算概率积分法参数表2-2所示

表2-2 鑫鑫煤矿开采沉陷概率积分法参数表

根据阜新鑫鑫煤矿开采技术条件及概率积分法参数预计6个分煤层为孙中层、中间层、中间下层、太平下层、高德一层、高德二层全部开采后引起的地表移动、变形最大值如表2-3所示

表2-3 全部开采后引起的地表移动和变形最大值

4 采动坡体稳定性预测结果

根据《规程》附录十一采动坡体稳定性预测方法,海州露天煤矿和鑫鑫煤矿提供的资料，在矿区范围中部选择最危险截面，并依据资料最终以E8剖面为最危险截面，边坡下各煤层赋存情况如剖面图4-1所示

由于矿区范围内煤层均为逆倾岩层（相对露天矿南帮边坡），根据开采煤层的不同，假设危险圆弧形滑面（实际没有滑面），以全部煤层开采后做出圆弧形滑面，如图4-2所示。

图4-2 鑫鑫煤矿边坡稳定计算图危险滑移面

根据图进行了采动影响下露天矿边坡稳定性计算，得到露天矿边坡稳定性计算结果为：鑫鑫煤矿开采后，影响露天矿局部坡体稳定性评价系数为K=1.4，煤层开采后坡体稳定性评价系数K＞1，露天矿边坡体处于稳定状态。但是,在E18剖面上有太平中部一号断层的存在，有可能影响局部边坡的稳定性。

表4-3 开采影响坡体稳定性预计参数

结论

预计6个分煤层为孙中层、中间层、中间下层、太平下层、高德一层、高德二层全部开采后引起的地表移动和变形最大值为：地表下沉最大值为3.024m，最大水平移动为1.168m，最大水平变形 10.06、-23.52mm/m，最大倾斜变形值为30.7mm/m，最大曲率变形为+0.39、-0.74×10-3/m。其移动及影响范围如附图所示。在其影响范围内的地表产生了移动和变形，形成下沉盆地，对地表产生一定的影响。

由于鑫发煤矿井田范围在露天矿的南帮边坡下，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》附录十一采动坡体稳定性预测方法及阜新鑫鑫煤矿所提供资料、图纸给定的条件下进行了采动坡体稳定性预测，预测井田可采6个分煤层为孙中层、中间层、中间下层、太平下层、高德一层、高德二层全部开采后，影响范围内的开采坡体稳定性评价系数大于1.4，坡体稳定性评价系数均大于1。因此，在上述条件下，开采影响范围内的露天矿边坡体处于稳定状态。但是,在E18剖面上有太平中部一号断层的存在，在开采的影响下，有可能影响局部边坡的稳定性。

建议在地下开采后对边坡及地表进行巡视、设立监测措施，维持边坡稳定，减少滑坡灾害。

[1]中科院武汉岩土所.岩质边坡稳定性的试验研究与计算方法[M].北京：科学出版社1981.

[2]金连生.制定建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[M].北京：煤炭工业出版社，2000.

[3]何国清，杨伦等.矿上开采沉陷学[J].北京：中国矿业大学出版社，1991.