淺埋煤層大采高綜采工作面覆巖結(jié)構(gòu)與來(lái)壓機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)大采高技術(shù)在大型礦區(qū)得到普遍采用,是陜北礦區(qū)和東勝礦區(qū)的主要開(kāi)采方式,然而大采高頂板結(jié)構(gòu)和礦壓機(jī)理認(rèn)識(shí)尚不統(tǒng)一。特別是對(duì)陜北特有的基巖較厚、上覆雙關(guān)鍵層的近淺埋煤層大采高長(zhǎng)壁工作面的頂板結(jié)構(gòu)和來(lái)壓機(jī)理研究很少。掌握淺埋大采高長(zhǎng)壁工作面的頂板結(jié)構(gòu)、揭示來(lái)壓機(jī)理具有重要理論和實(shí)踐意義。
　　本文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“淺埋煤層大采高頂板結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性研究為依托”,在納林廟二礦和張家峁煤礦2個(gè)6m大采高工作面礦壓實(shí)測(cè)和相關(guān)大采

2、高工作面礦壓特征的統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上,開(kāi)展了4m、5m、6m、7m大采高工作面開(kāi)采頂板結(jié)構(gòu)物理相似模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)合頂板結(jié)構(gòu)形態(tài)的UDEC數(shù)值模擬,建立了大采高工作面頂板結(jié)構(gòu)模型,系統(tǒng)研究了淺埋長(zhǎng)壁大采高開(kāi)采的頂板結(jié)構(gòu)和頂板來(lái)壓機(jī)理。
　　實(shí)測(cè)研究表明,淺埋煤層大采高工作面支架載荷隨著工作面采高加大呈線性增大,初次來(lái)壓步距一般為35~70m,主要分布在50m左右;周期來(lái)壓步距一般為9~20m,主要分布在15m左右;動(dòng)載系數(shù)為1.2~2.0

3、,一般為1.5;采高越大片幫越嚴(yán)重。
　　物理相似模擬和數(shù)值計(jì)算發(fā)現(xiàn)了隨采高加大頂板結(jié)構(gòu)鉸接位置上移現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了近淺埋煤層頂板雙關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)隨充填的不同呈現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)形態(tài),上位關(guān)鍵層主要形成“砌體梁”結(jié)構(gòu),下位關(guān)鍵層主要表現(xiàn)為“臺(tái)階巖梁”結(jié)構(gòu)。通過(guò)建立力學(xué)模型,對(duì)下位關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,得出了影響下位關(guān)鍵層穩(wěn)定性的主要影響因素是采高、頂板結(jié)構(gòu)塊度、載荷層厚度、鉸接點(diǎn)位置(直接頂厚度和充填)。最后得出淺埋煤層大采高工作面小周期