近距離淺埋煤層下行開(kāi)采綜采面礦壓機(jī)理研究.pdf

1、近距離淺埋煤層群是陜北侏羅紀(jì)煤田煤層的普遍賦存特征。隨著陜北侏羅紀(jì)煤田的開(kāi)采規(guī)模與強(qiáng)度的增加，淺埋深的煤炭資源已經(jīng)越來(lái)越少。近年來(lái)，煤礦開(kāi)始逐步采用下行開(kāi)采方式，轉(zhuǎn)向下部煤層的開(kāi)采。由于近距離煤層層間間距較小，加之上部煤層開(kāi)采后采空區(qū)煤柱的影響，導(dǎo)致下行開(kāi)采工作面的頂板礦壓顯現(xiàn)劇烈，頂板事故時(shí)有發(fā)生。淺埋煤層采空區(qū)煤柱下方的煤層開(kāi)采強(qiáng)礦壓的顯現(xiàn)，已經(jīng)成為近距離淺埋煤層下行開(kāi)采礦井亟待解決的重大安全隱患。
　　本文依托韓家灣煤礦近距

2、離淺埋煤層下行開(kāi)采的工程條件，綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、理論分析及數(shù)值模擬計(jì)算等方法，系統(tǒng)研究了陜北侏羅紀(jì)2-2煤層典型房柱式采空區(qū)下方近距離下行開(kāi)采3-1煤層過(guò)程中，下行開(kāi)采綜采工作面的上覆巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其礦山壓力的顯現(xiàn)特征。揭示了近距離淺埋煤層房柱式采空區(qū)殘留煤柱的穩(wěn)定性及煤柱的集中應(yīng)力在底板巖層中的傳遞規(guī)律；分析研究了3-1煤層綜采面上覆巖層運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)特征及2-2煤層典型房柱式采空區(qū)煤柱與上覆關(guān)鍵層巖塊的二次破斷運(yùn)動(dòng)的力學(xué)機(jī)制。

3、　　從頂板應(yīng)力場(chǎng)能量釋放和關(guān)鍵層失穩(wěn)的耦合作用，研究了下行開(kāi)采綜采工作面開(kāi)采過(guò)程，2-2煤層的上覆關(guān)鍵層巖塊的二次采動(dòng)誘發(fā)回轉(zhuǎn)失穩(wěn)，致使煤柱頂?shù)装鍘r層彈性能釋放的規(guī)律；進(jìn)一步研究了下行開(kāi)采工作面通過(guò)采空區(qū)煤柱位置后，煤柱集中應(yīng)力的突然釋放，導(dǎo)致近距離煤層頂板切落失穩(wěn)的規(guī)律。揭示了近距離煤層頂板采空區(qū)煤柱失穩(wěn)誘發(fā)下行工作面強(qiáng)礦壓的致災(zāi)機(jī)理。通過(guò)數(shù)值模擬手段，研究了近距離淺埋煤層下行開(kāi)采工作面通過(guò)不同寬度煤柱和不同高度煤柱過(guò)程的礦壓現(xiàn)象，得