近浅埋煤层大采高开采矿压控制技术研究

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随着国家能源战略向西北地区的转移并大规模的开发,该地所特有的近浅埋厚煤层开采量急剧增多,紧随而来的是特殊采场的矿压问题日益凸显,比如初采初次来压步距过长而形成飓风、末采回撤来压导致支架被压死、沟谷地形的动载矿压产生等,都严重影响矿井安全高效生产。对此虽有相应研究,也出了相应成果,然而到目前为止,还存在一些远未得到解决的问题,特别是在对近浅埋工作面开采矿压控制技术与理论的研究还存在一些欠缺与空白。本文以霍洛湾矿地质资料为工程背景,针对22202面生产过程所存在的一些具体问题而进行分析、研究与解决。主要工作如下:(1)通过实测矿压数据与理论分析计算得到:实施强制放顶措施后基本顶初次来压步距39m,周期来压8-12m;工作面压力总体表现为两端小、中间大;中部支架在来压与正常段阻力差距约1000kN。(2)初采在炮眼位置选择上一直没得到深入研究与有效解决,很大程度上还是依赖一线技术人员对经验的运用。为加强强制放顶的效果,使该方法的应用得到理论的支撑,进而更广泛的推广与运用。通过理论分析与FLAC3D数值模拟的方法,对比炮眼在距副帮不同距离对初次来压步距及其矿压显现的影响情况,确定在距副帮为2m时,初次来压步距最短;同时还得到炮眼布置为半边O形,取得的爆破效果最好。(3)运用FLAC3D模拟末采段在不同采高条件下工作面应力、位移等,再结合理论分析与实际条件计算采高对矿压的影响,确定最佳采高为3.6m。在此基础上运用让压原理与强制放顶技术使定位来压以指导生产,形成末采段矿压控制技术。(4)通过FLAC3D数值模拟沟谷地形条件下工作面应力与位移等、现场实测地表沉降、理论分析矿压规律的方法来研究工作面过倾斜沟谷地形的矿压规律,在坡底附近矿压大、坡顶小。基于此规律研究产生的机理,并针对性的提出相应防治措施,形成沟谷地形矿压控制技术。对初采强制放顶炮眼布置形式与位置选定、末采段煤层采高的确定与让压原理运用及沟谷地形矿压规律产生机理研究与防治措施确定,得到近浅埋煤层条件下大采高开采相应的矿压控制技术,有效指导工程实践。
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