特厚煤层综放开采大空间采场覆岩结构及作用机制

被引:113
作者
于斌 [1 ,2 ,3 ]
朱卫兵 [2 ,3 ]
高瑞 [2 ,3 ]
刘锦荣 [1 ]
机构
[1] 大同煤矿集团有限责任公司
[2] 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室
[3] 中国矿业大学矿业工程学院
关键词
坚硬顶板; 特厚煤层; 大空间结构; 远、近场; 矿压显现;
D O I
10.13225/j.cnki.jccs.2015.1801
中图分类号
TD325 [岩层移动];
学科分类号
0819 ;
摘要
针对大同矿区石炭系3-5号特厚煤层坚硬顶板综放开采时工作面易出现压架、临空巷道超前区域变形、破坏严重等强矿压显现问题,采用理论分析、物理模拟及现场实测等方法,建立了特厚煤层开采大空间采场岩层结构演化模型。结果表明:特厚煤层综放开采覆岩远、近场关键层运动都可能会对采场矿压产生影响,近场关键层为"竖O-X"破断的"悬臂梁+砌体梁"结构,远场关键层为"横O-X"破断的"砌体梁"结构模型。近场关键层结构主要影响工作面支架压力及其稳定性,近场关键层结构中,以"悬臂梁"结构破断运动的关键层层数越多,对支架安全越不利;远场关键层结构则主要对工作面临空侧巷道变形产生影响,其破断块体的回转运动对临空侧巷道围岩产生径向挤压作用,是造成巷道超前底臌的主要原因。据此开发了基于地面钻孔压裂与井下顶板预裂相结合的远、近场协同弱化的坚硬顶板预控技术,将有效降低岩层破断的能量释放和关键层结构失稳的压力传递,减轻特厚煤层综放开采采场矿压的显现强度。
引用
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