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1、. . . . .6 地表沉陷影响评价煤炭开采最显著的特征是地表塌陷及其对生态的影响。主要表现在对地表形态、土地资源及农田、地面建筑、铁路公路、地下水、地表水、水土流失、滑坡及井田内的植被破坏等方面的影响。地表沉陷的预测计算按煤炭工业三下采煤规程中规定的概率积分模式进行预测和评价。6.1 地表沉陷的预测方法及模式根据井田地质、煤层赋存条件、采煤方法等开采技术条件，以及建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中所列预计方法，本次评价采用概率积分法进行地表变形预测。概率积分法预测模式如下：（1）井田煤层为缓倾斜煤层，对主剖面地表移动变形，充分采动时按下面公式计算：下沉： 倾斜：曲率：水平
2、移动：水平变形：（2）非充分采动时按下面公式计算：下沉：倾斜：曲率：水平移动：水平变形：（3）在计算倾向主剖面，公式同上，仅需以Y代X，以rl(或r2)代r即可。（4）计算充分分采动时，地表移动变形最大值用下列公式计算最大下沉值：Wcm=mqcos(mm)最大倾斜值：最大曲率值： 最大水平移动值：Ucm=bwcm(mm)最大水平变形值：6.2 参数选取井田构造简单，总体为走向北东北北东，倾向北西北北西的单斜构造，地层倾角为210。在单斜构造的基础上发育有次级宽缓的褶曲。因无概率积分法中所需的地表移动变形基本参数，本评价根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（以下简称开采规程）确
3、定矿井的地表移动基本参数。确定的地表移动变形参数见表6.2-2。表6.2-2 地表移动变形基本参数项目覆岩类型下沉系数q水平移动系数b主要影响角正切tg开采影响传播角拐点移动距s/H开采规程中硬0.550.850.30.351.922.490-（0.60.7）0.080.302号煤中硬0.550.351.9286.10.306.3 兼并重组整合工程地表沉陷预测结果6.3.1地表下沉、移动与变形最大值预测结果根据2号煤层埋深情况，选取250m-700m的采深进行计算。根据上述各参数计算得到的地表下沉、移动与变形最大值见表6.3-1。由表6.3-1可见，2号煤层开采后平均最大下沉值随煤层厚度的变化
4、在0mm1553.41mm之间；平均最大倾斜值随煤层厚度和采深不同在0mm/m11.93mm/m之间变化；平均最大曲率值随煤层厚度和采深不同在00.14（10-3/m）之间变化；水平移动最大值的平均值在0mm543.69mm之间；最大水平变形平均值随煤层厚度和采深不同在06.35mm/m之间变化。6.3.2地表沉陷程度和影响范围预测结果根据敏感目标的分布情况，选取全井田范围2号煤层进行预测计算。地表沉陷影响范围受煤层厚度、上覆岩层的厚度、岩性、移动角和边界角影响。根据本井田的地质特征及开采条件估算的相关参数计算的首采煤层地表沉陷等值线图和全井田地表沉陷等值线图如图6.3-1和图6.3-2所示。
5、 由图6.3-2可见，煤矿开采后总沉陷面积为126.61万m2，沉陷区域超出井田北部边界最远101m，超出井田西部边界最远102m，超出井田南部边界最远60m，超出井田东部边界75m。 学习好帮手表6.3-1 地表下沉、移动与变形最大值计算结果煤层采深(m)煤层倾角(度)r(m)开采厚度(mm)Wcm(mm)icm(mm)Kcm (mm)Ucm (mm)cm (mm)MinMaxAvgMinMaxAvgMinMaxAvgMinMaxavgMinMaxAvgMinMaxavg2#2506130.21110028401520601.671553.41831.404.6211.936.390.050
6、.140.07210.59543.69290.992.466.353.403006156.25110028401520601.671553.41831.403.859.945.320.040.100.05210.59543.69290.992.055.292.833506182.29110028401520601.671553.41831.403.308.524.560.030.070.04210.59543.69290.991.764.532.434006208.33110028401520601.671553.41831.402.897.463.990.020.050.03210.5954
7、3.69290.991.543.972.124506234.38110028401520601.671553.41831.402.576.633.550.020.040.02210.59543.69290.991.373.531.895006260.42110028401520601.671553.41831.402.315.973.190.010.030.02210.59543.69290.991.233.171.705506286.46110028401520601.671553.41831.402.105.422.900.010.030.02210.59543.69290.991.122
8、.881.546006312.50110028401520601.671553.41831.401.934.972.660.0090.020.01210.59543.69290.991.022.641.426506338.54110028401520601.671553.41831.401.784.592.460.0080.020.01210.59543.69290.990.952.441.317006364.58110028401520601.671553.41831.401.654.262.280.0070.020.010210.59543.69290.990.882.271.216.3.
9、3地表变形裂缝区和坡度增大区范围预测地表裂缝产生于采空区周边上方的拉伸区域，工作面上方地表裂缝会随着工作面的推进逐渐闭合，而工作面切眼、上山边界、下山边界和停采线边界上方的地表裂缝则是永久性的。煤矿开采结束后永久地表裂缝区域的总面积据预测约为28.31万m2，约占总沉陷面积的22.36%。 坡度增大的区域位于沉陷盆地边缘的沉陷陡坡区面积约94.92万m2。6.3.4导水裂隙带高度预测煤炭开采对地质环境不可避免的造成一定破坏，就采煤对煤系地层上部裂隙水的破坏而言，其地质环境变化可分为三种：冒落带、裂隙带、整体移动带，即所谓的“三带”，造成上部含水层漏失，具有重要影响的是冒落带和裂隙带。通过对冒落
10、带、裂隙带最大高度预计，可以预测井下采煤对地下含水层、地表水体等产生的影响。冒落带最大高度和导水裂隙带高度预测选用建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中推荐的模式。裂隙带最大高度和冒落带高度计算公式见表6.3-2。表6.3-2 裂隙带最大高度和垮落带高度计算公式岩性裂隙带最大高度（m）冒落带高度（m）公式1公式2中硬根据上述公式计算得到各煤层开采后的最大冒落带高度、导水裂隙带高度如表6.3-3和综合柱状图所示。表6.3-3 煤层开采后各煤层冒落带和裂隙带高度预测结果煤层最大开采厚度(m)与上层煤间距（m）冒落带高度（m）导水裂隙带高度(m)公式1公式2确定裂隙带最大高度Hli（m
11、）22.8410.9840.4743.7043.706.4 地表沉陷影响评价6.4.1 地表沉陷影响受体情况6.4.1.1 地形地貌井田位于吕梁山南部东侧，地表为黄土半掩盖区。纵观井田，为西高东低的剥蚀地貌，以梁、峁为主，沟谷较发育，一般呈“V”字型，井田内最高点位于井田西南部山顶上，高程为1688.6m，地形最低点位于井田东南角的碾沟沟底，高程为1250m，相对高差达438.6m，属中山区侵蚀地貌。6.4.1.2井田内地表水井田内无大的地表水体及常年性河流，仅在沟谷中发育小溪流，在雨季时，才有短暂洪水泄流，均汇入昕水河，属黄河流域昕水河水系。6.4.1.3地面建筑物情况就井田范围来看，村庄稀
12、少，人口不多，主要有下花疙瘩村、上火石洼村、下火石洼村，以砖瓦结构为主，极易受到沉陷破坏。6.4.1.4地表植被井田内主要为林地为主，水土流失为微度侵蚀为主。6.4.2 地表沉陷对环境影响评价6.4.2.1 地表沉陷对地表形态影响分析由地表沉陷预测可知，地表下沉值较大，井下开采对地表形态和地形标高会产生一定影响，但由于整个井田区域都会相继下沉，加上井田内地形复杂，因此不会改变区域总体地貌类型。6.4.2.2 地表沉陷对地面建(构)筑物影响分析对于砖混结构的地表建筑物，规程中所列的破坏等级(保护等级)见表6.4-1。煤炭开采后的地表移动变形最大值见表6.3-1。表6.4-1 砖混结构建筑物的破坏
13、等级（保护等级）破坏（保护）等级建筑物可能达到的破坏程度地表变形处理方式倾斜i(mm/m)曲率k(10-3/m)水平变形(mm/m)墙壁上不出现或信出现少量宽度小于4mm的细微裂缝3.00.22.0不修墙壁上出现4-15mm宽的裂缝，门窗略有歪斜，墙皮局部脱落，梁支承处稍有异样6.00.44.0小修墙壁上出现16-30mm宽裂缝，门窗严重变形，墙身倾斜，梁头抽动现象，室内地坪开裂或鼓起10.00.66.0中修墙身严重倾斜、错动、外鼓和内凹，梁头抽动较大，屋顶、墙生挤坏，严重时有倒塌危险10.00.66.0大修重建或拆除由表6.3-1及地表沉陷等值线图上看，考虑2号煤层开采的影响，井田内的上火石洼村不同程度地落入了-10mm和-200mm等值线之间，下花疙瘩村、下火石洼两个村庄在-10mm以外，所处区域的地表变形值如表6.4-2所示。表6.4-2 井田内村庄受影响等级及保护措施村庄户数移动变形值破坏等级保护措施下沉（mm）倾斜（mm/m）曲率（10-3mm）水平变形（mm/n）下火石洼村
