黄陵矿区采煤工作面地面塌陷特征及覆岩破坏规律研究

摘要

黄陵矿区地处陕西省黄陇侏罗纪煤田东部，煤炭资源量丰富。煤层采出后，土地、水资源、建筑物、生态环境及交通受到严重破坏。因此，黄陵矿区地面塌陷特征及煤层上覆岩层破坏规律的研究对黄陵矿区矿井安全生产、土地资源保护、水资源保护、采动建筑物保护、生态环境保护及政府决策有重要的理论意义和实用价值。
　　 通过对黄陵矿区地面塌陷进行实地调查及分析，认为黄陵矿区地面塌陷(非连续变形)的类型主要有塌陷盆地与裂缝，并总结出黄陵矿区地面塌陷(非连续变形)的主要影响因素有开采深度及基岩厚度、工作面宽度与采厚、覆岩岩性结构与关键层厚度、地形地貌等。
　　 应用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的公式、《矿井水文地质工程地质勘探规范》中的公式、数值模拟、经验数据与实测数据对黄陵矿区“两带”发育高度进行了综合分析，认为应用《规程》与《规范》中公式所计算出的裂采比较实测值小，数值模拟、经验值所得裂采比与实测值较为接近，即裂采比在25.2-27.5之间，采用裂采比28 来预计黄陵矿区“两带”的发育高度是比较适宜的。在此基础上对黄陵二号矿首采区进行了水害预测，认为黄陵二号矿首采区大部分为水害低度危险区，中北部为水害中度危险区。
　　 根据数值模拟及野外调查分析，总结出黄陵矿区地面发生非连续性变形的覆岩破坏模式，即煤层开采后自下而上依次形成垮落带、裂隙带、弯曲下沉带(包括关键层局部拉破坏区及松散层破坏区)，弯曲下沉带与裂隙带之间不存在自由空间，关键层局部拉裂破坏是岩体强度的弱化引起的。