張宏志

（開灤股份范各莊礦業(yè)分公司，河北 唐山 063000）

在范各莊礦的資源儲(chǔ)量構(gòu)成中，“三下”壓煤資源量較大，占礦井資源儲(chǔ)量近3/10，較大的“三下”壓煤儲(chǔ)量制約了范各莊礦業(yè)分公司生產(chǎn)潛力的發(fā)揮。為進(jìn)一步解放“三下”壓煤，延續(xù)礦井服務(wù)年限，最大限度開采地下資源，在充分研究論證的基礎(chǔ)上，范各莊礦通過及時(shí)監(jiān)測(cè)、協(xié)調(diào)鐵路維護(hù)、控制回采進(jìn)度等方式，成功回采了鐵路橋煤柱區(qū)域3090（4）工作面，采出煤炭資源25.5萬t，在保障礦區(qū)鐵路及鐵路橋安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了鐵路下壓煤的安全高效回采，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 概況

沙河鐵路橋建于1980年，1981年6月投入運(yùn)營(yíng)，為公司內(nèi)部鐵路。鐵路橋全橋有橋墩19個(gè)，共18孔，橋梁跨度12.5 m，總長(zhǎng)度為234 m。3090（4）工作面在平面位置上距離沙河橋150 m，位于范各莊礦二水平北翼。該煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)中厚煤層，煤層厚度1.2~2.0 m，工作面有效采厚2.2 m左右，開采深度為450～530 m，屬于軟弱-中硬頂板類型，煤層平均傾角約6°。工作面與鐵路的位置關(guān)系如圖1所示。

2 鐵路橋及線路采動(dòng)影響預(yù)測(cè)

對(duì)于地表沉陷變形預(yù)計(jì)的研究，2000年頒布的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中發(fā)布了比較常用的地表移動(dòng)與變形預(yù)計(jì)算方法，其中概率積分法具有參數(shù)容易確定、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是最常用的方法。概率積分法的實(shí)質(zhì)就是把整個(gè)開采區(qū)域分解為無限個(gè)微小單元的開采，從統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，整個(gè)開采對(duì)巖層及地表的影響等于各單元開采對(duì)巖層及地表影響之和。地表單元下沉盆地的表達(dá)式：

圖1 3090（4）工作面與礦鐵路橋關(guān)系示意圖

本次采用概率積分法對(duì)鐵路線路地表沉陷變形情況進(jìn)行預(yù)計(jì)，對(duì)比開采前的沙河橋及現(xiàn)狀，預(yù)計(jì)受采動(dòng)影響后的整條鐵道線路變化趨勢(shì)分4個(gè)階段：

第一階段，從范各莊礦工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)軌道里程點(diǎn)號(hào)350起，至軌道里程點(diǎn)號(hào)950止，主要呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，該點(diǎn)為整個(gè)線路的最低點(diǎn)。該段高差為-0.807m，長(zhǎng)約為600m。

第二階段，從軌道里程點(diǎn)號(hào)950起，至鐵路橋橋墩點(diǎn)位N8止（其中N0～N8位于沙河橋上），主要呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，該點(diǎn)為沙河橋上最高點(diǎn)。該段高差為0.668m，長(zhǎng)約為230m。

第三階段，從鐵路橋橋墩點(diǎn)位N8起，至軌道里程點(diǎn)號(hào)1+350（其中N8～N16位于沙河橋上），主要呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。該段高差為-0.188 m，長(zhǎng)約為170 m。

第四階段，從軌道里程點(diǎn)號(hào)1+350起，至軌道里程點(diǎn)號(hào)1+800止，主要呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。該段高差為1.269m，長(zhǎng)約為450m。

3 鐵路橋及線路綜合維護(hù)措施

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，鑒于采煤引起的鐵路、橋梁的移動(dòng)與變形是一個(gè)連續(xù)、緩慢、有規(guī)律的漸變過程，依據(jù)預(yù)計(jì)的線路采后下沉變化趨勢(shì)和線路下沉后的預(yù)填厚度，對(duì)線路下沉后起墊道工作分兩個(gè)地段分別組織施工，具體方案如下：

（1）鐵路橋南段：當(dāng)鐵路橋南端N0點(diǎn)往南大約長(zhǎng)300米線路范圍內(nèi)累計(jì)下沉量最深點(diǎn)達(dá)到250 mm時(shí)開始組織人員進(jìn)行第一次起墊道施工，下沉最大點(diǎn)處軌面抬高量為250 mm，并向南北兩端線路順坡。第一次集中人力物力起墊道施工完后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，當(dāng)該段線路下沉量最深點(diǎn)又達(dá)到200 mm后，再組織一次起道施工，從而達(dá)到預(yù)測(cè)的最大預(yù)填厚度401 mm的填方量要求。

（2）鐵路橋北端：當(dāng)鐵路橋北端N18點(diǎn)往北約250m長(zhǎng)線路范圍內(nèi)最大下沉量達(dá)到242mm后集中人力物力進(jìn)行一次起墊道施工，下沉量最大點(diǎn)處的軌面抬高量約250 mm，并向南北兩端線路順坡，從而達(dá)到預(yù)測(cè)中填方厚度242mm的填方量要求。

為全面做好下沉線路的綜合維修工作，公司成立沙河鐵道線路下安全采煤工作項(xiàng)目部，制定詳細(xì)綜合維護(hù)措施：

①地測(cè)人員組建相對(duì)穩(wěn)定的觀測(cè)隊(duì)伍，制定以鐵路橋?yàn)橹攸c(diǎn)的變形觀測(cè)方案，按照《煤礦測(cè)量規(guī)程》的規(guī)定認(rèn)真觀測(cè)，及時(shí)處理相關(guān)數(shù)據(jù)并向相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門提供；

②鐵路運(yùn)營(yíng)單位組織足夠的人力對(duì)回采區(qū)域線路和橋梁進(jìn)行檢查和維修，及時(shí)儲(chǔ)備鐵路線路的維修物資，確保線路和橋梁符合安全運(yùn)輸要求；

③回采單位合理安排工力，保證回采開始后不出現(xiàn)停采現(xiàn)象，嚴(yán)格控制工作面回采高度和回采進(jìn)度，確保整個(gè)工作面連續(xù)、勻速的完成回采工作。

4 結(jié)語

（1）和2014年底觀測(cè)數(shù)據(jù)比較，該鐵路線整體下沉，其中橋墩整體累積平均下沉220 mm，橋東端E15-E8平均下沉130mm、橋西端平均下沉180 mm，整體下沉小于通過概率積分法預(yù)計(jì)的數(shù)值。

（2）豐富的實(shí)測(cè)資料數(shù)據(jù)，能夠提供切合實(shí)際的地表沉陷變形預(yù)計(jì)參數(shù)，對(duì)采后措施的制定具有很大的指導(dǎo)意義。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，此次制定了沙河鐵路橋及線路綜合維護(hù)措施，在保障礦區(qū)鐵路及鐵路橋安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，成功采出煤炭資源25.5萬t，取得了較好的效果。