开县况家湾煤矿采矿影响强烈程度学术

摘要：论述了判定煤矿开采影响程度的两种方法，并比较两种方法的各自特点。
关键词：倾角；模糊判定法；概率积分法
Abstract: This paper discusses the determination of coal mining the influence degree of the two kinds of methods, and a comparison of two methods of their characteristics.
Key words: angle, fuzzy decision method, probability integral method

一、前言
在矿山恢复治理与评价中，采矿影响程度对矿山的地质灾害危险性评价及恢复治理起着重要的作用，对于矿山所在地不具备工程类比条件时一般采有概率积分法或模糊判定法进行分析，因此，确定出这两种方法各自的特点来评价采矿影响程度至关重要。本文以开县况家湾煤矿为例进行分析。

二、地质条件特征

况家湾煤矿矿山开采三叠系须家河组第五段K5-1和K5-3煤层，该段地层以泥岩为主，泥岩大部分松软，易风化、泥化、软化，因此受采矿影响大。
矿层具水平层理，缓波状层理，含植物化石。矿区范围内有一背斜构造，该背斜称为温泉背斜，受背斜影响，矿产倾角逐渐变化，影响了矿区内地层的产状变化，该开采煤层属于急倾斜煤层，由于受背斜影响，矿产倾角从18°～88°变化大，区内有两条断层，原始地形坡角为25°～35°，该矿开采方式为单采，且采空区未充填。

三、分区评价

由于该矿的其它技术参数一样，只有倾角的变化较大，因此考虑把该矿按倾角的不同分为急倾斜和倾斜两个区域分开评价。

四、模糊评定法

利用模糊判定法对采矿影响程度进行综合判定。K5-1煤层采深一般为282m。K5-3煤层采深一般为238m。开采总厚度为0.6米，缓倾斜区域的采深为85米，倾斜区域的采深为115米，急倾斜区域的采深为260米，深厚比分别为14

1、19和433。

根据以上计算结果可将采矿影响程度权值及对采矿影响程度的隶属值列于下表中。
采矿影响程度模糊判定法

根据表可求出两个区域的采矿影响程度模糊综合评判集。
B=KR
K=(0.2,0.16,0.16,0.12,0.08,0.08,0.08,0.04,0.04,0.04)
经过计算：
倾斜区域
B=(0.2,0.56,0.24)所以倾斜区域隶属度最大值为0.56，采矿影响较强烈。
急倾斜区域
B=(0.28,0.28,0.4)所以急倾斜区域隶属度最大值为0.4，采矿影响程度不强烈。
上表说明采矿影响强烈程度和采深及倾角有关。
通过定量的方法来对这个结论进行论证。

五、概率积分法

采用概率积分法时，采矿影响程度应根据采矿地表移动变形值计算结果确定。
煤层地表移动变形预计

1、急倾斜区域：

①开采影响传播角 θ0 =90°-0.6α=90°-0.6×75°=45°
式中：α---为急倾斜区域矿层倾角，取平均值75°；
②最大下沉角θ= 90°-0.5α=90°-0.5×75°=52.5°
③最大下沉值Wmax= q.M.cosα=0.70×600×cos75°=108.7mm
式中：q---下沉系数，因覆岩为中硬偏硬岩石，取经验值0.70；
M---为K6煤层开采厚度，为600mm；
④斜率imax= Wmax/r ,r= =260m/

2.0=130m

imax=108.7mm/130m=0.84mm/m
式中：r为影响半经，tgβ为主要影响角正切，取经验值2.0
H0---采深，取260m
⑤曲率K=1.52 Wmax /r2= 1.52×108.7/1302 =0.01（10-3/m）
⑥水平变形ε=

1.52bWmax /r ，

ε=

1.52×0.3×108.7mm/130m=0.38mm/m

式中：α---为煤层的倾角，取平均值75°
b---为水平煤层水平移动系数，一般取0.3

2、倾斜区域：

①开采影响传播角 θ0 =90°-0.6α=90°-0.6×30=72°
式中：α---为倾斜区域矿层倾角，取平均值30°；
②最大下沉角θ= 90°-0.5α=90°-0.5×30°=75°
③最大下沉值Wmax= q.M.cosα=0.70×600×cos30°=364mm
式中：q---下沉系数，因覆岩为中硬偏硬岩石，取经验值0.70；
M---为K6煤层开采厚度，为600mm；
④斜率imax= Wmax/r ,r= =11

源于：初中英语论文www.udooo.com

5m/

2.0=57m

imax=364mm/57m=

6.4mm/m

式中：r为影响半经，tgβ为主要影响角正切，取经验值2.0
H0---采深，取115m
⑤曲率K=

1.52 Wmax /r2= 52×364/572 =0.17（10-3/m）

⑥水平变形ε=

1.52bWmax /r ，

ε=

1.52×0.3×364mm/57m=0.17mm/m

式中：α---为煤层的倾角，取平均值30°
b---为水平煤层水平移动系数，一般取0.3
计算得出的结果和模糊判定法得出的结论一致。

六、两种方法的探讨及结论

在概率积分法中的计算可以看到，在应用同一种公式的前提下，采深和倾角是影响采矿影响程度的关键因素，而且是一种定量评价。
而模糊判定法根据权值的不同更适用与能够对条件更复杂，参数区别更大的煤矿进行评价，而且是一种半定量半定性的评价。
因此，当对条件特别复杂的煤矿进行采矿影响评价时，适应于模糊判定法进行定性分析，而如果需要进一步对其增加了解，再采用概率积分的方法进行定量计算。
如果矿区条件简单，就适用直接采用概率积分法进行定量计算。以得出更加精确的结果。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。