董家河煤礦工作面圍巖應(yīng)力與覆巖移動規(guī)律研究.pdf

1、復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦開采導(dǎo)致的重大安全事故層出不窮，嚴重的制約我國煤炭行業(yè)安全高效的發(fā)展，其中，工作面開采頂板事故發(fā)生的概率最高。因此，研究清楚工作面圍巖應(yīng)力及覆巖移動規(guī)律是迫在眉睫的問題。澄合礦區(qū)董家河煤礦受水害影響嚴重，對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極大的挑戰(zhàn)。
　　本文主要圍繞工作面開采不同階段、采取不同開采參數(shù)情況下工作面圍巖應(yīng)力及覆巖移動情況。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候工作面開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)常見的一種地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)董家河煤礦22517工作面實際地質(zhì)條件，應(yīng)用 RFPA軟件模擬不同開采方式的優(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，在22517工作面布設(shè)ESG公司的微震監(jiān)測系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測工作面覆巖破裂區(qū)演化，為煤礦安全開采

3、提供預(yù)警。本文得到的主要結(jié)論如下：
　　（1）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。當主關(guān)鍵層位于上位時，工作面上覆巖破裂高度隨工作面推進距離增加而均勻增加；當主關(guān)鍵層位于下位時，下位的關(guān)鍵層能夠決定整體覆巖的移動情況，如果下位關(guān)鍵層垮落，整個上覆巖層瞬間坍塌。
　?。?）在開采距離相同時，當采用上盤開采向斷層掘進時覆巖破裂區(qū)高度明顯比采用下盤開采向斷層掘進時覆巖破裂區(qū)高度

4、低，同時，上盤進行開采的情況下圍巖應(yīng)力的集中程度比下盤進行開采時候小。
　?。?）通過數(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”擴展而難以控制，容易誘發(fā)煤礦安全事故。通過現(xiàn)場布置的微震系統(tǒng)和FLAC模擬結(jié)果綜合分析可以知道，22517采場掘進面的覆巖破裂高度約為100m，采場的覆巖移動角大約為67度，工作面采用采高為4m，采寬20