近距離淺埋煤層大采高工作面覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、淺埋煤層開采覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究是近年采礦業(yè)亟需發(fā)展和突破的重要課題，隨著我國(guó)東部地區(qū)煤炭資源的枯竭，煤炭行業(yè)重心加速向西部轉(zhuǎn)移，內(nèi)蒙、陜西和新疆等地淺埋煤層的開采特別需要成熟的技術(shù)理論體系進(jìn)行指導(dǎo)，尤其是淺埋大厚度煤層的回采致使地表發(fā)生臺(tái)階型下沉破壞，地下水系平衡被打破，地表植被破壞嚴(yán)重。地面積水和地下水有可能隨采動(dòng)產(chǎn)生的地表裂隙滲入采場(chǎng)，造成淹井或其他重大事故。
　　本文以內(nèi)蒙古雙欣礦業(yè)有限公司楊家村煤礦為研究背景，該礦井現(xiàn)階段

2、主采2-2上煤層和4-1煤層，2-2上煤層厚平均5.88m，距地表115m，4-1煤平均厚度為5.26m，兩層煤間距為47m。本文通過理論分析、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)和相似材料模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)合礦井現(xiàn)開采煤層監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析近距離淺埋煤層大采高工作面開采覆巖運(yùn)動(dòng)機(jī)理和近地表巖層破壞特征。首先從理論方面利用礦井巖層各巖性的巖石力學(xué)參數(shù)推導(dǎo)出覆巖結(jié)構(gòu)特征和煤層頂板發(fā)生周期來壓步距。其次采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，得出:(1)2-2上煤層采出后

3、，頂板垮落高度13m，垮落角為75°，地表下沉最大值為4.5m，其覆巖破壞只存在“上三帶”中的“冒落帶”和“裂隙帶”兩種類型;(2)4-1煤的回采后，地表下沉范圍向四周擴(kuò)大30m以上，地表最大下沉值達(dá)到9.5m，老頂內(nèi)厚度達(dá)10m的細(xì)粒砂巖層起到了亞關(guān)鍵層的作用。然后采用相似材料模擬物理實(shí)驗(yàn)對(duì)近距離淺埋煤層的大采高工作面覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律再次進(jìn)行研究，驗(yàn)證了數(shù)值模擬得出的覆巖破壞形式和只存在冒落帶和裂隙帶的結(jié)論，并揭露了近地表巖層貫通裂隙廣泛