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千米深井目前条带开采研究成果较少,本文以庞庄矿张小楼井矿区为例,通过对矿区观测站的实测资料进行研究分析,得出了千米深井煤层开采的地表移动变形规律,结合理论分析、数值模拟等方法,对千米深井条件下进行条带开采所引起的地表移动变形规律进行了研究,取得的主要成果如下: (1)对徐州庞庄矿张小楼井矿区地表移动观测站实测数据进行整理、分析,掌握了该矿区千米深井进行煤层开采所引起的地表移动变形规律,并求取了相应的概率积分法预计参数,获得了矿区开采下沉系数与开采程度间的关系公式,为该矿区或相似采矿条件的其他矿区进行深部开采、深部条带开采预计参数的选取提供了参考依据。 (2)通过对影响千米深井条带开采地表下沉的主要因素进行分析,得出煤柱的采、留宽的选择是影响地表移动下沉的最主要因素,并通过相关理论的分析,得出了千米深井条件下进行条带开采时留宽的取值范围为a≥0.0246mH,采宽范围为0.0246ρmH/(1-ρ)≤b≤1/8H。 (3)以矿区地质采矿条件为原型,结合FLAC3D软件对采深、采厚、采留宽及采出率等影响千米深部条带开采地表移动变形规律的主要因素进行分析研究,得出如下结论:①与浅部条带开采地表移动变形相比,千米深部条件下进行条带开采,地表最大下沉值、最大倾斜值、最大曲率值等均较小,且随着开采深度的增加,最大下沉值增加量逐渐减小;②在开采宽度设计上,浅部取值1/10H~1/4H的方法已经不适于深部开采,通过模拟实验的结果来看,千米深部条带开采采宽设计在0.0246ρmH/(1-ρ)≤b≤1/8H是合适的;③与浅部相比,千米深部煤层开采更难达到充分采动,且达到充分采动时下沉系数也较小,因此,在千米深部进行条带开采设计时,可适当提高采出率,减少资源浪费。 (4)使用FLAC3D分析研究了千米深井条件下进行多煤层条带开采时,煤层间距和条带空间位置的变化对上覆岩层及地表移动变形的影响,得出如下结论:①在千米深井条件下进行多煤层条带开采时,地表最大移动变形值随着煤柱错开程度、煤层间距的增加而增加,煤柱上下对齐时,留设煤柱最稳定,地表移动变形值最小;②地表下沉率随煤间距的增大而增大,且增大量逐渐增加。 (5)根据理论分析和数值模拟结果,结合张小楼矿区千米深井开采地表移动规律,确定符合本矿区的条带开采概率积分法参数,对解放刘集镇下压煤进行开采设计,并对设计方案进行了预计。结果表明,各地表移动变形最大值均小于建筑物Ⅰ及破坏标准,按设计方案开采完毕后地表建筑物不会产生明显裂缝,大部分建筑物无需修理即可继续使用,设计方案可行。