董家河煤礦工作面圍巖應(yīng)力與覆巖移動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦開(kāi)采導(dǎo)致的重大安全事故層出不窮，嚴(yán)重的制約我國(guó)煤炭行業(yè)安全高效的發(fā)展，其中，工作面開(kāi)采頂板事故發(fā)生的概率最高。因此，研究清楚工作面圍巖應(yīng)力及覆巖移動(dòng)規(guī)律是迫在眉睫的問(wèn)題。澄合礦區(qū)董家河煤礦受水害影響嚴(yán)重，對(duì)于覆巖破裂高度的限制很有必要，但是工作面不規(guī)則采掘和覆巖異常地質(zhì)構(gòu)造都給覆巖破裂范圍的控制帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
　　本文主要圍繞工作面開(kāi)采不同階段、采取不同開(kāi)采參數(shù)情況下工作面圍巖應(yīng)力及覆巖移動(dòng)情況。依據(jù)最經(jīng)典的關(guān)

2、鍵層理論探討覆巖中關(guān)鍵層位于不同層位時(shí)候工作面開(kāi)挖情況下覆巖垮落形態(tài)和特征。隱伏小斷層是董家河礦區(qū)常見(jiàn)的一種地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)董家河煤礦22517工作面實(shí)際地質(zhì)條件，應(yīng)用 RFPA軟件模擬不同開(kāi)采方式的優(yōu)越性，可為相關(guān)工程提供技術(shù)指導(dǎo)。然后，應(yīng)用FLAC軟件模擬董家河煤礦22517工作面采取不同開(kāi)采參數(shù)情況下，工作面覆巖的破裂形態(tài)和發(fā)育高度。同時(shí)，在22517工作面布設(shè)ESG公司的微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作面覆巖破裂區(qū)演化，為煤礦安全開(kāi)采

3、提供預(yù)警。本文得到的主要結(jié)論如下：
　?。?）在相同的條件下，關(guān)鍵層處于上位條件下的覆巖破裂高度小于關(guān)鍵層處于下位條件下的覆巖破裂高度。當(dāng)主關(guān)鍵層位于上位時(shí)，工作面上覆巖破裂高度隨工作面推進(jìn)距離增加而均勻增加；當(dāng)主關(guān)鍵層位于下位時(shí)，下位的關(guān)鍵層能夠決定整體覆巖的移動(dòng)情況，如果下位關(guān)鍵層垮落，整個(gè)上覆巖層瞬間坍塌。
　?。?）在開(kāi)采距離相同時(shí)，當(dāng)采用上盤(pán)開(kāi)采向斷層掘進(jìn)時(shí)覆巖破裂區(qū)高度明顯比采用下盤(pán)開(kāi)采向斷層掘進(jìn)時(shí)覆巖破裂區(qū)高度

4、低，同時(shí)，上盤(pán)進(jìn)行開(kāi)采的情況下圍巖應(yīng)力的集中程度比下盤(pán)進(jìn)行開(kāi)采時(shí)候小。
　　（3）通過(guò)數(shù)值模擬可知，工作面采寬較小情況下，塑性區(qū)發(fā)育緩慢且高度低，煤炭產(chǎn)量明顯受到限制；工作面采寬過(guò)大情況下，塑性區(qū)不斷向地表迅速發(fā)育，呈現(xiàn)“崩潰式”擴(kuò)展而難以控制，容易誘發(fā)煤礦安全事故。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布置的微震系統(tǒng)和FLAC模擬結(jié)果綜合分析可以知道，22517采場(chǎng)掘進(jìn)面的覆巖破裂高度約為100m，采場(chǎng)的覆巖移動(dòng)角大約為67度，工作面采用采高為4m，采寬20