厚煤層橫跨煤柱復(fù)采工作面礦壓顯現(xiàn)特征研究.pdf

1、本文在現(xiàn)有巖石力學(xué)和采場(chǎng)圍巖控制理論以及大量前人實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析、相似模擬和工程類比等方法，對(duì)白溝煤礦三采區(qū)舊采長(zhǎng)壁普采人工放頂煤工作面所形成的舊采區(qū)的復(fù)采工作面采場(chǎng)圍巖控制做了如下研究：
　　1、對(duì)復(fù)采工作面通過(guò)殘采區(qū)時(shí)上覆巖層的垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶進(jìn)行了分析。得知覆巖的“縱三帶”高度均有所增加，尤其是垮落帶和裂隙帶的高度增量較為明顯，并且裂隙帶巖層受采動(dòng)影響后穩(wěn)定性變差，從而導(dǎo)致其工作面礦壓現(xiàn)象發(fā)生變化。<

2、br>　　2、通過(guò)對(duì)煤柱應(yīng)力特征的分析，得出煤柱在復(fù)采過(guò)程中要經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程，依次為：
　?、?gòu)?fù)采工作面前方支承壓力和煤柱另一側(cè)支承壓力互不影響階段。
　?、趶?fù)采工作面前方支承壓力和煤柱另一側(cè)支承壓力相互影響階段。
　?、勖褐鶅蓚?cè)壓力相互疊加并導(dǎo)致煤柱失穩(wěn)階段。尤其需要注意第三階段，煤柱失穩(wěn)會(huì)嚴(yán)重的影響工作面的安全生產(chǎn)。
　　3、通過(guò)相似模擬實(shí)驗(yàn)并分析巖層的受力情況得出：煤柱區(qū)的峰值壓力表現(xiàn)為煤柱兩側(cè)應(yīng)力集中程度大

3、于煤柱中部應(yīng)力集中程度。殘采區(qū)內(nèi)超前支承壓力顯現(xiàn)不明顯，支承壓力受煤柱結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)影響較大，尤其是在煤柱發(fā)生完全垮落時(shí)，其上覆巖層完全垮塌對(duì)采空區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的附加載荷較為明顯。煤柱區(qū)在復(fù)采前，其應(yīng)力集中程度較明顯，并且在復(fù)采工作面推進(jìn)過(guò)程中，煤壁前方有明顯的超前支承壓力的存在，但在液壓支架完全推過(guò)以后，其采空區(qū)內(nèi)壓力減小，甚至降低為零，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是由于煤柱上覆巖層在發(fā)生臺(tái)階垮落以后，煤柱兩側(cè)形成“倒梯形”結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體的梁板結(jié)構(gòu)兩

4、側(cè)受到較大的支撐作用，從而對(duì)下方空區(qū)產(chǎn)生的載荷減小。由相互作用力原理可知，在殘采區(qū)和采空區(qū)對(duì)煤柱上方的梁板形成支撐結(jié)構(gòu)的同時(shí)，上方的梁板給工作面前方殘采區(qū)以作用力，同時(shí)煤柱垮塌導(dǎo)致上覆巖層整體垮塌，從而使得靠近煤柱一側(cè)的殘采區(qū)應(yīng)力較煤柱另一側(cè)采空區(qū)應(yīng)力大。
　　4、基于液壓支架和圍巖相互作用體系現(xiàn)有理論，分別分析了殘采區(qū)和煤柱區(qū)液壓支架所承受的載荷。當(dāng)位于煤柱區(qū)時(shí)，液壓支架在出煤柱時(shí)所承受的載荷最大，最大載荷達(dá)到液壓支架初撐力的9