厚松散含水層薄基巖采場(chǎng)荷載傳遞與壓架機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)華東地區(qū)發(fā)生了數(shù)十起松散含水層下薄基巖工作面采煤時(shí)導(dǎo)致壓架致災(zāi)的事故，并且此類綜采工作面壓架事故呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅了煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，這一情況引起了行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和眾多學(xué)者的關(guān)注。松散含水層下薄基巖采場(chǎng)開采時(shí)常伴隨有頂板壓力顯現(xiàn)異常增大導(dǎo)致工作面壓架，并且隨工作面推進(jìn)時(shí)常呈周期性突水，因此，針對(duì)此類情況，本文采用相似模擬、理論分析和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比實(shí)測(cè)的方式對(duì)含水層下薄基巖采場(chǎng)特殊的覆巖結(jié)構(gòu)及其壓架機(jī)理進(jìn)行了

2、研究。根據(jù)相似模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立了支架-圍巖力學(xué)計(jì)算式，分析了含水層載荷傳遞作用對(duì)不同關(guān)鍵層組合條件下的覆巖破斷機(jī)制的影響，研究結(jié)果表明:
　　(1)含水層對(duì)薄基巖中僅賦存有單一關(guān)鍵層的工作面影響要大于對(duì)多關(guān)鍵層的影響。單一關(guān)鍵層在承受關(guān)鍵層自重及其與含水層之間垮落巖層載荷的同時(shí)，還要承受來(lái)自承壓含水層的水壓力及其傳遞的上覆巨厚沖積層的荷載，這就導(dǎo)致單一關(guān)鍵層無(wú)法形成具有穩(wěn)定支撐能力的“砌體梁”結(jié)構(gòu)，更容易發(fā)生滑落失穩(wěn)，進(jìn)而造成工作

3、面壓架;
　　(2)含水層下兩關(guān)鍵層間距大小將直接影響下位關(guān)鍵層破斷形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性:
　?、匍g距較小兩關(guān)鍵層在含水層作用下容易產(chǎn)生復(fù)合破斷，其破斷特征與單關(guān)鍵層相似，下位關(guān)鍵層將不能形成穩(wěn)定的“砌體梁”結(jié)構(gòu);
　?、趦申P(guān)鍵層間距足夠大的條件下，下位關(guān)鍵層破斷后形成的“砌體梁”結(jié)構(gòu)將受到上位關(guān)鍵層隨下方巖體跨落后形成的“自然平衡拱”的保護(hù)，“阻斷”上位關(guān)鍵層上方松散層和含水層水壓力向“砌體梁”的施加，這樣“砌