残采煤柱下采场围岩运移及应力演化规律研究下载

weixin_39821260 2020-10-02 01:30:27

针对近距离煤层开采工作面受上覆"旧空区-走向小煤柱群"结构影响,压架、来压强烈等问题,采用现场调研及数值模拟的方法对工作面过不同宽度应力集中煤柱时,围岩运移及应力演化规律进行研究。
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针对近距离煤层开采工作面受上覆"旧空区-走向小煤柱群"结构影响,压架、来压强烈等问题,采用现场调研及数值模拟的方法对工作面过不同宽度应力集中煤柱时,围岩运移及应力演化规律进行研究。

为了研究大倾角煤层多区段开采围岩运移规律，采用物理相似模拟实验方法，分析了大倾角煤层多区段采场顶板和煤柱变形破坏规律、底板应力分布及演化规律、垮落矸石充填特征等。结果表明：大倾角煤层多区段开采围岩运移规律不同于单区段开采，下区段采动导致上区段采场倾向中、上部垮落顶板出现二次下沉和滑移，顶板运移曲线呈现沿倾斜方向“上大下小”的双峰特点，垮落顶板非均匀充填导致采空区底板应力沿倾向呈现出中部>下部>上部，下区段采动导致上区段采空区中部底板应力显著增加。下区段开采致使区段煤柱上、下两侧非对称受载并发生破坏，引发了煤柱-上区段采场煤岩体的连锁运动；区段煤柱支承压力从上区段开采时的“W”型分布变为下区段开采时的“V”型分布，增载系数达到4.9.研究可为大倾角煤层多区段围岩控制提供了理论指导。

针对上下柱式多重采动影响下中部残煤的安全开采,根据白家庄煤矿复合刀柱式残采区中部7号残煤的赋存状况,采用相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究了上下柱式开采对中部残煤采场岩层应力分布时空演化的影响,揭示了复合刀柱开采后中部残煤的应力分布特征。研究结果表明:1下部煤层柱式开采时,刀柱煤柱/柱采区域采场煤岩层会逐渐演化为应力增高区/应力降低区,二者在水平方向上交替显现;上部煤层柱式开采时,采场煤岩层的应力集中程度/卸压程度会进一步增强。2多重柱式采动影响下,采场煤岩层的应力分布呈现"原始平衡—初始波态平衡—新波态平衡"的演化特征,不仅揭示了支承压力在刀柱煤柱采场煤岩层中的时空叠加效应,而且证实了柱采区域采场煤岩层的复合卸压效应。3复合刀柱开采后,中部残煤的应力分布表现出明显的波态特征。

以红岭煤矿近断层煤柱巷道为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等手段,分析了采动影响下断层破碎带围岩应力分布规律,揭示了近断层煤柱巷道围岩应力分布演化规律及变形机理,开发了相应的巷道围岩控制技术。

为了研究保护层开采过程中围岩应力分布演化及其对前方底板巷的动态影响规律,基于采动支承压力在煤层前方及底板内的演化规律,运用FLAC2D模拟分析了淮南矿区11煤作为13煤下保护层开采过程中在不同煤柱宽度下的采场围岩应力分布特点,并进行了巷道围岩变形监测。结果表明:下保护层开采过程中,留110 m煤柱可以减弱采动对前方底板巷道的影响,当开采上方解放层时,应避免两煤层终采线留设在同一位置,错距为30～50 m,可以减少采动应力叠加影响。

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