房柱式采空區(qū)下綜采工作面頂板動壓災(zāi)害防治技術(shù)研究.pdf

1、隨著煤炭的持續(xù)開采，我國多個礦區(qū)（如神東）大量井田逐年進(jìn)入下組煤開采，高強(qiáng)度綜采常常引發(fā)上覆采空區(qū)頂板及殘留煤柱的突然失穩(wěn)，引起頂板動壓災(zāi)害。針對這種情況，需要提出相應(yīng)的頂板災(zāi)害預(yù)測方法與控制技術(shù)來解決這類礦壓災(zāi)害。
　　論文以陜西省工業(yè)攻關(guān)項目《淺埋小窯采空區(qū)下綜采煤層頂板災(zāi)害風(fēng)險評價與預(yù)控技術(shù)研究》(2016GY-161)為依托，以神東礦區(qū)韓家灣煤礦3-1煤開采為例，針對其上覆2-2煤房柱式開采殘留的Wongawilli條帶煤

2、柱對現(xiàn)有工作面的影響，綜合運用理論計算、現(xiàn)場礦壓觀測、對比分析、微震監(jiān)測、數(shù)值模擬等手段進(jìn)行研究，取得如下成果:
　　(1)通過研究淺埋近距離煤層下行開采的覆巖結(jié)構(gòu)模型及其失穩(wěn)特征，分析了頂板動壓災(zāi)害形成條件，探討其發(fā)生機(jī)理，認(rèn)為頂板動壓災(zāi)害由煤柱上方關(guān)鍵層的破斷回轉(zhuǎn)造成。結(jié)合關(guān)鍵層理論，針對兩煤層間不同賦存數(shù)量的關(guān)鍵層，分別計算淺埋近距離煤層下行安全開采的煤層間距臨界值，可以有效判別是否發(fā)生頂板動壓災(zāi)害。
　　(2)通過理

3、論計算和礦壓觀測手段，分析不同覆巖結(jié)構(gòu)條件下綜采工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，得到其礦壓顯現(xiàn)差異。研究發(fā)現(xiàn):淺埋近距離煤層下行開采時來壓明顯，周期來壓期間來壓達(dá)到額定工作阻力80％左右，支架阻力剩余量小。工作面整體來壓步距不均勻，大小差異很大，這與上覆巖層基本頂周期性斷裂有關(guān)。工作面的整體周期來壓步距不大，開采期間來壓整體強(qiáng)度較高，來壓活動頻繁，基本持續(xù)整個開采過程，很容易發(fā)生頂板動壓災(zāi)害。
　　(3)簡要介紹了目前國內(nèi)淺埋近距離煤層下行

4、開采頂板動壓災(zāi)害防治措施，分析存在的不足，提出預(yù)先松動爆破煤柱技術(shù)防治頂板動壓災(zāi)害技術(shù)，為該類災(zāi)害的防治提供了新的技術(shù)思路。
　　(4)通過微震監(jiān)測和礦壓監(jiān)測等手段對預(yù)先松動爆破煤柱防治頂板動壓災(zāi)害技術(shù)的效果進(jìn)行分析，結(jié)果表明爆破煤柱可以大大降低煤柱區(qū)域的應(yīng)力集中。煤柱被爆破后，上覆巖層在荷載作用下由簡單的屈服變形變成完全垮落，上覆巖層發(fā)生下沉，應(yīng)力集中區(qū)域向煤柱下方深部巖體轉(zhuǎn)移。
　　該研究不僅可以解決陜北礦業(yè)公司韓家灣煤