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本课题以褐煤与油页岩共生的北皂矿为研究背景,该矿井上部煤1与油页岩(油2)伴生,定为合采,其下方21m的煤2层开采已接近尾声,需对煤1油2进行上行开采。近距离上行开采的可行性及合理的开采设计是近距离油页岩上行开采的重要问题,在开采设计方面,合理巷道位置的选择是关键。本文通过现场实测、理论分析、数值模拟三者相结合的方法,综合考虑矿井实际生产要求,分析了近距离油页岩上行开采的可行性,确定了回采巷道的合理位置。 通过实测得出了煤2断裂带高度为27m,分析出煤2层开采边界岩层移动影响范围为15m,采动影响边界角为56°,煤1油2处于煤2层开采的垮落带以外断裂带内。煤1油2在煤2开采边界外侧即煤柱上方向外15m的范围内,受采动影响明显,裂隙较发育,故初步设定回采巷道应布置在此范围之外。 通过理论分析,研究了下部煤2层开采后上部煤岩层下沉破坏情况:煤1油2在煤2开采的垮落带以外,断裂带顶界,靠近弯曲下沉带,呈整体连续弯曲下沉,未出现台阶下沉现象,上行开采可行;同时,下部煤层开采导致煤1油2裂隙发育,坚硬的油页岩裂隙张开,整体性和强度得到一定程度的降低,有利于采煤机切割。 运用FLAC3D模拟软件,模拟了煤2层开挖后煤1油2及其顶底板的破坏情况以及不同掘进位置巷道的变形破坏情况,模拟结果表明,距离煤2开采边界影响范围越远,巷道稳定性越好,但巷道距工作面过远对生产不利,综合考虑后将回采巷道布置在距离煤2开采边界水平距离16m处。 工程实践表明,在掘进和回采期间巷道的围岩变形在可控范围之内,整体稳定性良好,油页岩上行开采正常。课题研究对类似条件下近距离油页岩(煤层)上行开采设计具有重要指导意义。