大傾角變角度綜放工作面覆巖運(yùn)移規(guī)律分析及應(yīng)用.pdf

1、大傾角變角度工作面頂板破壞與運(yùn)移規(guī)律特殊，變角段“支架—圍巖”系統(tǒng)穩(wěn)定性控制難度大。本文以棗泉煤礦大傾角變角度120210綜放工作面為研究背景，通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理相似材料模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段，運(yùn)用已有的大傾角煤層開采理論，系統(tǒng)研究了大傾角變角度工作面特別是變角段處的覆巖運(yùn)移規(guī)律，研究表明：
　　大傾角變角度煤層覆巖垮落具有明顯的時(shí)序性和不均勻性，以變角段為界工作面頂板的應(yīng)力場(chǎng)分布、破壞場(chǎng)分布、采空區(qū)充填特征以及支架工

2、作阻力分布均出現(xiàn)了不同于單一傾角煤層的規(guī)律與特點(diǎn)。變角段應(yīng)力集中，變形程度高，采空區(qū)充填程度低、支架與頂板約束作用差，是工作面覆巖運(yùn)移特征的關(guān)鍵影響因素；大傾角變角度工作面頂板應(yīng)力呈“駝峰”狀非對(duì)稱分布形態(tài)。上下區(qū)段的應(yīng)力場(chǎng)在變角段出現(xiàn)疊加，造成變角段附近頂板應(yīng)力集中，變形破壞程度高，拉伸破壞范圍增大。上區(qū)段及下區(qū)段的頂板最大垂直應(yīng)力隨著變角度的增大而降低，但峰值位置不斷向變角度處移近，加劇了整個(gè)工作面頂板應(yīng)力分布的非對(duì)稱性；上區(qū)段煤層

3、傾角較小，垮落矸石沿傾斜方向的滑移充填作用不充分，下區(qū)段上部和變角段頂板破碎程度高，垮落充分，垮落矸石在重力作用下向下區(qū)段發(fā)生滑移，呈現(xiàn)下區(qū)段充填壓實(shí)、變角段部分充填、上區(qū)段完全充填的特征。同時(shí)上區(qū)段垮落矸石不能有效對(duì)變角段采空區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充，該處垮落矸石對(duì)頂板的約束作用最弱，上覆巖層運(yùn)動(dòng)程度加劇，失穩(wěn)形式復(fù)雜化。
　　棗泉煤礦120210工作面支架受載及穩(wěn)定性特征驗(yàn)證了大傾角變角度工作面的覆巖運(yùn)移破壞特征，基于這一特征并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)