急傾斜中厚煤層軟底綜采采場礦壓規(guī)律及其控制研究.pdf

1、急傾斜煤層形成時，由于受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動的強(qiáng)烈擠壓，煤層傾角變陡，斷層及褶曲增多，節(jié)理及裂隙一般較發(fā)育，煤層賦存條件變化較大，因此在回采過程中經(jīng)常發(fā)生頂板冒頂事故。如果底板為軟巖，若支架支護(hù)阻力不到位，底板極易產(chǎn)生滑移破壞。加之，由于煤層傾角過大，支架的支撐能力較小，開采過程中必然導(dǎo)致支柱或液壓支架的下滑和傾倒。
　　本文以攀枝花煤業(yè)集團(tuán)花山煤礦4155走向長壁急傾斜綜采工作面為工程背景，通過理論分析、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)測等研究方

2、法，研究了急傾斜軟底采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及控制技術(shù)。運(yùn)用相關(guān)理論知識，研究了急傾斜煤層開采頂板巖層的運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動參數(shù)，運(yùn)動參數(shù)包括：直接頂初次垮落步距，基本頂初次垮落步距和周期來壓步距；建立急傾斜采場軟巖底板模型，利用文克勒彈性地基模型對其進(jìn)行力學(xué)分析，最終得出底板滑移臨界力公式，并提出支架組最佳控架數(shù)為4~6架。
　　通過數(shù)值模擬，研究比較了不同傾角煤層在不同時刻的三維綜采采場的宏觀力學(xué)行為，得出急傾斜綜采面整體推進(jìn)過程中，采場的

3、走向應(yīng)力分布特征、傾向應(yīng)力分布特征、采場圍巖的破壞形態(tài)分布和巖塊移動特征。分析認(rèn)為，隨著煤層傾角的增加，煤壁前方應(yīng)力集中系數(shù)和塑性區(qū)范圍不斷減小；傾向煤柱內(nèi)應(yīng)力集中區(qū)的范圍亦越來越??；圍巖破壞范圍形狀逐漸由類“馬鞍”形向傾斜拋物線移動拱形態(tài)轉(zhuǎn)變。
　　通過現(xiàn)場實(shí)測，獲得了急傾斜采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律；在獲得急傾斜煤層開采礦壓特征基礎(chǔ)上，針對急傾斜采場易出現(xiàn)的災(zāi)害事故，提出了工作面頂板管理、巷道冒頂、液壓支架防滑防倒及工作面安全防護(hù)控制技