论文部分内容阅读
榆神府矿区中小煤矿浅部开采中发生的顶板大面积垮落,不同于坚硬和极坚硬顶板条件下发生的大面积顶板垮落灾害,它是为了防止浅埋煤层在厚松散覆盖层作用下薄基岩整体切落,在采空区保留支撑煤柱,从而形成了悬露数万甚至数十万平方米的采空区。当煤柱逐渐失去支撑能力后,顶板会发生瞬时大面积冒落,形成强烈震动与暴风,对矿井危害严重。近年来这种事故频繁发生,因此研究顶板大面积来压灾害的课题是非常重要的。本文采用现场调研、理论分析、相似模拟和数值模拟等方法,针对南梁煤矿间歇式开采存在的顶板大面积垮落问题,提出了以临时与隔离两种不同煤柱及其合理配置,并结合采空区动态监测的方法,实现顶板小面积无灾害垮落,力图预防顶板大面积垮落灾害,保证工作面安全生产。文中首先结合南梁煤矿的地质条件,进行了不同覆盖层下,不同煤柱尺寸和不同煤柱性质匹配的间歇式长壁工作面相似材料模拟实验,实验结果表明临时煤柱(6m)和隔离煤柱(15m)相间布置的方案能实现顶板小面积无灾害垮落,预防顶板大面积垮落灾害。其次,文中还应用FLAC<3D>程序进行数值模拟计算,结果与相似材料模拟实验得出的结论基本吻合。实现小面积无灾害垮落除合理确定临时、隔离煤柱布置方案和尺寸外,还应对相邻区段采空区和开采区内采空区顶板实施动态监测。最后,本文对采空区“顶板—煤柱”进行了动态监测设计。