张双楼矿冲击煤层工作面矿压规律研究

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随着煤层开采深度逐渐增加,开采条件更加恶劣,矿压显现也愈加强烈,特别是冲击煤层条件下极易造成比较大的矿压事故,矿压显现事故的频繁发生对矿井生产以及工人安全带来严重危害。张双楼煤矿7煤为冲击煤层,曾发生过矿压显现灾害,事故造成多人死亡,9煤也是冲击煤层,故对该矿正在回采的94101工作面进行矿压监测显得尤为重要。本文以张双楼矿94101工作面为研究背景,通过对工作面推采阶段矿压显现进行现场实测,对其分析确定工作面矿压显现规律,并结合理论分析得到其顶板运动规律及围岩动静载变化特征,对该工作面后续开采或相似地质条件下矿井开采提供有效的参考和技术支持。通过计算确定采场顶板结构并构建顶板结构模型,该模型直接顶厚度为12.37m,基本顶厚度为17.4m,采高为3m,基本顶上方4.19m处为7煤采空区。7煤采动后顶板弹性能释放,9煤开采不会导致采空区破断顶板弹性能再次快速大量释放,分析动载主要来自于基本顶断裂。由监测系统得出数据并分析后,反映其应力及离层变化范围与程度基本一致,应力、离层变化明显区主要发生在距工作面100m左右位置,即静载在该位置发生明显变化;应力、离层变化剧烈区主要发生在工作面前方30m范围内,即在该位置静载剧烈变化。对支架工作阻力分析后得顶板初次来压步距为32.5m,周期来压步距为14.9m;通过对微震日释放能量曲线推断分析,推断顶板初次来压步距36.8m,周期来压步距14.8m,与支架实测来压步距结果基本吻合,也可以说明诱发冲击地压的动载主要来自于工作面基本顶断裂,与前文理论分析结果相互印证。最后运用数值模拟对回采过程中工作面沿走向方向的垂直应力、垂直位移、塑性区分布以及能量分布进行模拟并分析,根据分析确定模拟结果与现场实测结果基本一致。
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