上行開采覆巖運(yùn)移規(guī)律與回采巷道位置優(yōu)化研究.pdf

1、本文以朱集東煤礦11-2煤層首采面開采后覆巖運(yùn)移規(guī)律和13-1煤層首采面回采巷道的布置為研究對象，將巖層的下沉簡化為四周簡支的薄板撓曲問題對其進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，采用預(yù)測地表沉陷的概率積分法研究了煤層開采后覆巖內(nèi)部位移場，運(yùn)用相似模擬實(shí)驗(yàn)研究了11-2煤層頂板巖層的活動規(guī)律及其對13-1煤層的擾動，基于FLAC3D數(shù)值實(shí)驗(yàn)提出不穩(wěn)定性指數(shù)概念，以此對上部回采巷道位置進(jìn)行優(yōu)化。取得研究成果如下：
　　（1）將巖層的下沉簡化為四周簡支的薄板

2、撓曲問題，對巖層的移動進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，給出單一緩斜巖層的移動的基本公式及邊界條件，采用分析地表移動基本規(guī)律的概率積分法分析了覆巖內(nèi)部位移場。
　　（2）采用相似模擬實(shí)驗(yàn)研究了上行開采頂板活動規(guī)律及對上覆煤層的擾動。認(rèn)為隨11-2煤層首采面的推進(jìn)，直接頂初次來壓后基本頂發(fā)生周期性的破斷，來壓步距為20~30m。13-1煤層位于11-2煤層回采后的彎曲下沉帶內(nèi)，煤層整體下沉，煤層水平位移的最大值分別為-130.5mm和99.8mm、最大

3、下沉量為1.55m、最大膨脹和壓縮變形量為15.79mm和19.07mm，表明13-1煤層整體性遭到一定的破壞，變形量不大，仍能保持連續(xù)性，能夠滿足上行開采的條件。
　?。?）采用FLAC3D數(shù)值計算分析了層間距和水平錯距對上行開采上覆煤層巷道穩(wěn)定性的影響。依據(jù)數(shù)值計算結(jié)果提出不穩(wěn)定性指數(shù)的概念及計算公式，分析不同區(qū)域巷道不穩(wěn)定指數(shù)云圖對上覆煤層回采巷道的位置進(jìn)行優(yōu)化，確定朱集東煤礦上覆13-1煤層首采面回采巷道的合理位置為相對于