大地精煤矿近距离煤层同采面错距和巷道布置研究

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本文结合大地精煤矿近距离5-1煤和5-2煤同采煤层的赋存条件,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,对上煤层采后底板破坏特征、底板岩层应力传递规律、上下两工作面同采错距和下煤层回采巷道布置方式进行了研究,取得以下成果:(1)通过运用滑移线场理论分析上部5-1煤回采后对下部底板的破坏特征,结合大地精煤矿煤层地质条件,得出上煤层开采后对底板的最大破坏深度为9.35m。(2)运用土力学理论推导的底板应力分布公式,在均布载荷作用下计算上部不同宽度的区段煤柱所对应的下部距离不等的底板岩层上的应力分布曲线和底板垂直应传递规律。(3)在稳压区和减压区两种错距理论下,得出同采煤层错距范围,经过对比近距离煤层夹层厚度和下煤顶板完整程度等因素,确定该矿采用减压区布置,最小错距为16.75~29.85m。采用FLAC3D数值模拟对两煤层同采期间围岩垂直应力和影响范围进行分析,模拟验证了减压区理论计算错距的合理性。(4)通过理论计算和数值模拟分析上煤层区段煤柱支承压力的影响范围和底板破坏特征,指导下部5-2煤层回采巷道布置。5-1煤区段煤柱宽度不符合外错式巷道布置要求,通过数值模拟分析出重叠式巷道布置下上区段煤柱和下煤层巷道应力场叠加,重叠式布置不可行,确定5-2煤回采巷道内错式布置,数值模拟分析得出内错距为6m。(5)通过上面对近距离煤层同采错距和巷道位置研究成果,辅之以工程实例证明本文研究的近距离煤层同采错距和巷道布置结论正确。
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