急傾斜中厚煤層軟底綜采采場礦壓規(guī)律及其控制研究.pdf

1、急傾斜煤層形成時，由于受地質(zhì)構(gòu)造運動的強烈擠壓，煤層傾角變陡，斷層及褶曲增多，節(jié)理及裂隙一般較發(fā)育，煤層賦存條件變化較大，因此在回采過程中經(jīng)常發(fā)生頂板冒頂事故。如果底板為軟巖，若支架支護阻力不到位，底板極易產(chǎn)生滑移破壞。加之，由于煤層傾角過大，支架的支撐能力較小，開采過程中必然導(dǎo)致支柱或液壓支架的下滑和傾倒。
　　本文以攀枝花煤業(yè)集團花山煤礦4155走向長壁急傾斜綜采工作面為工程背景，通過理論分析、計算機數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測等研究方

2、法，研究了急傾斜軟底采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及控制技術(shù)。運用相關(guān)理論知識，研究了急傾斜煤層開采頂板巖層的運動規(guī)律和運動參數(shù)，運動參數(shù)包括：直接頂初次垮落步距，基本頂初次垮落步距和周期來壓步距；建立急傾斜采場軟巖底板模型，利用文克勒彈性地基模型對其進行力學分析，最終得出底板滑移臨界力公式，并提出支架組最佳控架數(shù)為4~6架。
　　通過數(shù)值模擬，研究比較了不同傾角煤層在不同時刻的三維綜采采場的宏觀力學行為，得出急傾斜綜采面整體推進過程中，采場的

3、走向應(yīng)力分布特征、傾向應(yīng)力分布特征、采場圍巖的破壞形態(tài)分布和巖塊移動特征。分析認為，隨著煤層傾角的增加，煤壁前方應(yīng)力集中系數(shù)和塑性區(qū)范圍不斷減小；傾向煤柱內(nèi)應(yīng)力集中區(qū)的范圍亦越來越??；圍巖破壞范圍形狀逐漸由類“馬鞍”形向傾斜拋物線移動拱形態(tài)轉(zhuǎn)變。
　　通過現(xiàn)場實測，獲得了急傾斜采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律；在獲得急傾斜煤層開采礦壓特征基礎(chǔ)上，針對急傾斜采場易出現(xiàn)的災(zāi)害事故，提出了工作面頂板管理、巷道冒頂、液壓支架防滑防倒及工作面安全防護控制技