建筑物下多煤层条带开采技术研究

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我国三下压煤储量巨大,目前条带开采依然是三下压煤的主要开采方法。虽然在单煤层条带开采技术方面的研究成果比较丰富,但在多煤层建筑物下条带开采技术方面仍有待于深入研究。本文以里彦煤矿建筑物下16、17、18煤层开采为研究背景,对多煤层建筑物下条带开采技术进行了较系统的研究。  论文首先采用MTS815岩石伺服试验系统对里彦煤矿煤层及顶底板岩层进行了力学性质试验,为进行相关理论计算及数值模拟分析提供了可靠的基本力学参数。其次采用前人应用概率积分法建立的条带开采地表移动预计参数的计算公式,结合里彦煤矿相关岩移资料观测结果,遵循地表建筑物保护等级要求,采用理论和数值模拟计算方法,综合分析得出里彦煤矿建筑物下多煤层条带开采的合理采出率为55%。然后采用煤柱设计基本理论即煤柱强度理论和煤柱宽度理论等,从屈服强度、煤柱侧压应力、极限承载强度、煤柱宽度几个方面进行理论计算分析,得出里彦煤矿建筑物下合理的煤层开采宽度、煤柱留设宽度分别为55m、50m;再次应用FLAC-3D数值模拟软件建立里彦煤矿不同采留宽条带开采模拟方案进行了对比计算分析,表明采留、宽分别为55m、50m时,煤层开采后既能有效的控制地表下沉及保护地表建筑物,又可以达到资源开采的最大化,与理论计算结果相吻合。通过对里彦煤矿多煤层条带开采时不同煤柱的对齐方式的地表变形情况进行了数值模拟研究,得出上、下煤柱对齐情况下的条带开采对地表建筑物破坏程度(地表下沉量、水平移动量)最小。最后对多煤层条带开采提出合理的优化设计方案。  
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