贵州某矿近距离煤层群重复采动顶板破断特征与覆岩运移规律

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针对贵州省近距离煤层群占比开采占比较高且由于特殊的喀斯特地貌影响导致开采过程中下位煤层受重复采动后顶板破断特征与覆岩运移规律不清导致在实际生产过程中严重影响工作面安全生产这一问题。本文以贵州省盘江某矿17101工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、相似模拟对比的方法对近距离煤层群顶板受重复采动后破断特征以及覆岩运移规律进行研究分析。研究结果得到:受近距离重复采动的煤层在开采时顶板来压不强烈,但由于上覆岩层中不同层位将出现三种来压现象,来压较为频繁,近距离煤层群重复采动下煤壁容易片帮破坏。构建出了“煤壁-支架-顶板”的力学模型,通过力学分析之后,利用力学知识计算确定出合理支架阻力计算公式(2.5)。在FLAC3D数值模拟实验中,17#煤层的顶板由于受到两次采动影响,结构比较破碎所以直接顶下沉量较大。在相似模拟实验中,开采17#煤时工作面推进到30m时直接顶发生垮落,此时上覆采空区也向下压实,由于17#煤顶板受重复采动影响已经变得相对松软,顶板随着工作面推进一边推进一边垮落。在受单次采动影响实验中,由于煤体松软随着工作面的推进上方的煤层也会随着垮落,但上方煤层的直接顶不会随着垮落反而会对上方采空区产生支承作用,这与受重复采动时的情况有所不同。利用UDEC数值模拟软件建模运算分析得到:受15#、16#煤层重复采动影响,顶板来压比较频繁,端面顶板稳定性变得较差,冒顶情况比较严重。研究成果为相似条件下的煤层开采提供了理论依据,对接下来的开采起到了良好的借鉴作用。
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