【摘 要】
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我国平朔矿区煤层大多属于近距离煤层组,煤层厚度大,层间距离近。在重复开采条件下,近距离煤层覆岩隔水层发生二次破断、覆岩裂隙场相互叠加,增加了矿井安全生产防治水工作的难度。因此,研究此类条件下的覆岩力学特征及裂隙发育规律对矿区后续水害防治工作具有一定的参考价值。本文选定平朔矿区某矿近距离煤层群开采为工程背景,将重复采动分为同一煤层接续开采和两煤层下行开采,利用有限元数值模拟软件去研究重复采动条件下采
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我国平朔矿区煤层大多属于近距离煤层组,煤层厚度大,层间距离近。在重复开采条件下,近距离煤层覆岩隔水层发生二次破断、覆岩裂隙场相互叠加,增加了矿井安全生产防治水工作的难度。因此,研究此类条件下的覆岩力学特征及裂隙发育规律对矿区后续水害防治工作具有一定的参考价值。本文选定平朔矿区某矿近距离煤层群开采为工程背景,将重复采动分为同一煤层接续开采和两煤层下行开采,利用有限元数值模拟软件去研究重复采动条件下采场上覆岩层的力学行为及演化规律和采场覆岩隔水层受力失稳时力学特征,再利用块体离散元模拟软件对近距煤层重复开采时导水裂隙演化规律和导水裂隙发育高度影响因素进行了研究,得出了以下结论:(1)通过公式推导得出合理的留设煤柱宽度为35m~40m。通过数值模拟分析得出:过小尺寸的留设煤柱受采动影响会发生较大程度的压缩变形,易发生矿压事故;过大尺寸的留设煤柱会造成不必要的浪费。(2)通过分析同一煤层接续开采覆岩隔水层力学特征,发现在单一工作面开采过程中,采场覆岩隔水层呈现“四边固支”力学行为特征;在接续工作面开采后,采场隔水层边界呈现“三边固支一边不稳定”力学行为特征。(3)近距离煤层下行开采时,采场覆岩隔水层最易发生采动破坏位置为沿首采面外侧实体煤边界和两工作面开切眼边界位置;其次是两工作面之间区段煤柱上方位置和接续面外侧实体煤边界位置。(4)煤层开采厚度、煤层间距、松散层厚度、基岩厚度都直接影响近距离煤层导水裂隙带发育高度,特别是煤层采厚因素对导水裂隙带发育高度影响最大,但当基岩厚度较大或煤层间距过大时,其对近距煤层导水裂隙带发育影响较小。
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