近距離淺埋煤層大采高工作面覆巖運動規(guī)律研究.pdf

1、淺埋煤層開采覆巖運動規(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)理論體系進行指導，尤其是淺埋大厚度煤層的回采致使地表發(fā)生臺階型下沉破壞，地下水系平衡被打破，地表植被破壞嚴重。地面積水和地下水有可能隨采動產(chǎn)生的地表裂隙滲入采場，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)值模擬實驗和相似材料模擬實驗，結(jié)合礦井現(xiàn)開采煤層監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析近距離淺埋煤層大采高工作面開采覆巖運動機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參數(shù)推導出覆巖結(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)值模擬軟件進行模擬實驗，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大30m以上，地表最大下沉值達到9.5m，老頂內(nèi)厚度達10m的細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驗對近距離淺埋煤層的大采高工作面覆巖運動規(guī)律再次進行研究，驗證了數(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