榆神礦區(qū)榆樹灣煤礦覆巖破壞規(guī)律與支護阻力研究.pdf

1、榆神礦區(qū)、神府礦區(qū)近二十年開采實踐和理論研究表明，地表厚風(fēng)積沙松散層、薄基巖煤層開采礦山壓力顯現(xiàn)強烈，上覆巖層將會沿工作面發(fā)生切落，地表出現(xiàn)臺階下沉，需要特大阻力液壓支架平衡其上覆巖層和松散層載荷，才能防止大的頂板災(zāi)變發(fā)生。對厚粘土層、中厚基巖煤層這種特殊條件下開采礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律研究較少。本文采用室內(nèi)相似模擬實驗、理論分析和數(shù)值模擬等方法，對榆神礦區(qū)厚粘土層、中厚基巖煤層綜合機械化開采覆巖破壞規(guī)律及合理支架阻力進行了深入研究。

2、 從厚粘土層的地質(zhì)特征和物理力學(xué)特征入手，結(jié)合榆樹灣礦綜采首采面的地質(zhì)條件，進行了5m，3m兩架大型相似模擬實驗，有效地模擬工作面上覆巖層破壞變化情況，總結(jié)了中厚基巖、厚粘土層下開采頂板活動規(guī)律，以及覆巖出現(xiàn)貫通裂隙時礦壓顯現(xiàn)及覆巖移動規(guī)律。模擬了工作面支架的“支架-圍巖”相互關(guān)系，得到了支架合理的工作阻力。通過對支護阻力、覆巖破斷規(guī)律、厚粘土土層對老頂?shù)挠绊懙确治?，揭示了在此特殊的賦存條件下，上覆巖層不會出現(xiàn)沿工作面整體切落的劇烈礦壓

3、顯現(xiàn)，而是出現(xiàn)“三帶”分布。同時通過“關(guān)鍵層理論”分析上覆巖層結(jié)構(gòu)，從理論上解釋了礦壓顯現(xiàn)的原理。認(rèn)為小周期來壓是由單個關(guān)鍵層破斷引起，而大周期來壓則是多個關(guān)鍵層共同作用的結(jié)果。通過研究破斷巖柱中關(guān)鍵巖塊的平衡條件，建立了關(guān)鍵巖塊結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，得到了厚粘土層中厚巖層覆蓋煤層綜采面支架合理支護阻力的理論計算值。 應(yīng)用RFPA2D程序?qū)τ軜錇车V首采面開采進行了數(shù)值模擬分析，表明開采后上覆巖層出現(xiàn)“三帶”分布。隨著工作面推進，由于粘土