不连沟煤矿地表寸草沟变电台防护措施研究

不连沟煤矿地表寸草沟变电台防护措施研究

兰天龙宋永明

内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司

摘要：煤炭开采会引起地表建（构）筑物损害，影响煤矿企业的可持续发展。不连沟煤矿接替工作面附近地表存在变电台，开采是否影响变电台的安全使用是需要考虑的问题。基于工作面地质采矿条件和已有塌陷资料，进行了变电台受开采的影响分析，并提出了相应的防护措施。通过经济技术比较，得出对变电台进行整体搬迁是最优方法。

关键词：采动影响；变电台；防护措施

引言

煤炭地下大面积开采引起地表移动、变形和破坏，从而造成地表房屋、土地和公路等建（构）筑物受损，影响其安全使用。根据生产接续计划安排，内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司不连沟煤矿计划开采F6212工作面。该工作面位于二盘区东翼，西连6煤辅运大巷，北接F6211已采工作面，东部为未采区，南部为F6213未采工作面。工作面对应地表总体趋势为东西高、中间洼，地表为黄土层，植被稀少，水土流失严重，冲沟发育。在辅运顺槽1154.3m向北79m处有寸草沟变电台（见图1）。F6212工作面的开采是否会影响变电台的安全运行是需要论证的。

图1变电台与工作面开采位置关系

1变电台受开采影响分析

根据矿方已有的工作面地表移动沉陷规律研究，得出不连沟煤矿地表塌陷走向移动角为73°，上山移动角为74°，下山移动角为72°；最大下沉角达到87.2°，一般在工作面前方约60m地表产生明显裂缝。根据矿井地质采矿条件，受工作面采动影响，工作面上方地表影响范围为走向方向在工作面边界外132m，倾向上山方向影响范围在工作面边界外150m，下山方向影响范围在工作面外界外113m。F6212运输顺槽向寸草沟变电台属于倾向上山方向，因此塌陷影响范围为工作面边界外150m；根据不连沟煤矿对已采工作面的地表塌陷实测数据显示，最大塌陷影响范围为工作面边界外180m。通过地表塌陷规律研究数据与实测地表塌陷数据分析，F6212工作面正常回采后地表塌陷将会对地表寸草沟及线路造成影响，因此工作面回采前需采取有效防护措施，来保障工作面的安全、顺利回采。

2防护措施研究

结合矿井实际条件和变电台特点，提出以下2种可行的防护措施。

（1）措施一：变电台拆迁

为确保F6212工作面正常回采地表塌陷不会对寸草沟变电台造成影响，因此需对变电台和线路进行拆迁，从而能从根本上解决工作面回采后地表塌陷对变电台及线路的影响。

（2）措施二：留设保护煤柱

依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中构筑物保护煤柱留设中构筑物保护等级划分，寸草沟变电台保护级别属于Ⅲ级，围护带宽度为10m。

通过工作面地表沉陷规律研究，F6212工作面采后最大塌陷范围计算为工作面外界150m；通过矿井已采工作面塌陷范围观测，工作面采后最大塌陷范围为工作面外界180m，为了地表寸草沟变电台的安全起见，本次保护煤柱留设宽度选用工作面实测最大塌陷范围180m+围护带宽度10m=190m（见图2）。

图2变电台保护煤柱留设

3经济与技术对比

对寸草沟变电台整体进行整体拆迁，对变电台及线路整体搬迁能彻底解决F6212工作面采后地表塌陷对寸草沟变电台及线路影响的问题，又能避免煤炭资源的浪费。预计拆迁寸草沟变电台及线路费用约30万元。

留煤柱进行开采，根据理论计算数据与实测数据综合分析，为了尽量避免工作面回采对地表变电台及线路的影响，寸草沟变电台半径范围内将留设宽度为190m的保护煤柱。预计将造成煤炭资源损失约37万吨，约7000万元。

4结论

通过两防护措施的经济与技术对比分析，综合考虑建议不连沟煤矿在F6212工作面回采前将寸草沟变电台及线路进行整体搬迁，从而能保证F6212工作面的顺利回采。

参考文献：

[1]煤炭科学研究院北京开采研究所．煤矿地表移动与覆岩破坏规律及其应用[M]．北京：煤炭工业出版社，1981．

[2]何国清，杨伦，凌赓娣，等．矿山开采沉陷学[M]．徐州：中国矿业大学出版社，1994．

[3]国家安全监管总局，国家煤矿安监局，国家能源局，等．建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范[M]．北京：煤炭工业出版社，2017．