大同礦區(qū)多煤層組重疊開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及控制技術(shù).pdf

1、大同礦區(qū)侏羅系與石炭系多煤層組重疊開采，且上部侏羅系煤層群開采歷史悠久、開采形式多樣，導(dǎo)致侏羅系下部煤層及石炭系特厚煤層開采過程中，均表現(xiàn)出強(qiáng)烈礦壓顯現(xiàn)，頂板維護(hù)困難。為此，針對大同礦區(qū)“雙系”煤層群賦存特征與開采條件，采用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析、相似模擬實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場觀測等研究方法，分別對侏羅系近距離煤層群、石炭系特厚煤層開采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及控制技術(shù)進(jìn)行研究。主要研究成果如下:
　　建立了煤層群開采應(yīng)力與形變的迭代關(guān)聯(lián)模型，給出了煤

2、層群覆巖應(yīng)力與形變的演化分析原理及方法。以上部支承煤柱作為影響下部煤層開采的典型應(yīng)力單元，給出了覆巖非充分垮落、充分垮落條件下的煤柱集中應(yīng)力計(jì)算方法，并對多層煤柱的疊加應(yīng)力傳遞機(jī)理進(jìn)行理論分析;將煤層群開采過程中的巖層垮落形變分為靜態(tài)形變與動態(tài)形變，建立了煤層群開采覆巖動態(tài)形變分析模型，分別對頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、失穩(wěn)條件下的巖層垮落形變進(jìn)行理論分析;將巖層垮落形成的滲漏空間統(tǒng)一作為貫通帶，分別對單一采場和多采場開采條件下的貫通帶發(fā)育高度進(jìn)行理

3、論分析。
　　基于大量不同材料配比的試件抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度測試，以相似模擬實(shí)驗(yàn)方法，研究大同礦區(qū)多煤層組重疊開采覆巖位移、裂隙及應(yīng)力演化分布規(guī)律?！半p系”煤層群覆巖應(yīng)力與垮落形態(tài)作為耦合時變系統(tǒng)，隨煤層復(fù)合采動經(jīng)歷了“平衡—失穩(wěn)—平衡”循環(huán)變化過程，應(yīng)力集中突出，覆巖活動劇烈，裂隙發(fā)育范圍廣，形成復(fù)雜的多層采空區(qū)連通狀態(tài)。
　　以永定莊煤礦8910綜采工作面為典型，運(yùn)用理論與現(xiàn)場實(shí)測分析方法，進(jìn)行侏羅系近距離煤層群開采礦壓顯

4、現(xiàn)規(guī)律及控制技術(shù)研究。分析了上覆多層煤柱疊加應(yīng)力對下部近距離工作面的直接影響;揭示了集中載荷作用下綜采工作面基本頂巖層的動態(tài)形變規(guī)律、礦壓顯現(xiàn)特征以及強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)機(jī)理;分別對綜采工作面過采空區(qū)、實(shí)體煤及過煤柱時支架的工作阻力進(jìn)行研究，并采取針對性頂板控制技術(shù)，確保了綜采工作面安全回采。
　　以同忻煤礦8105綜放工作面為典型，運(yùn)用理論與現(xiàn)場實(shí)測分析方法，進(jìn)行石炭系特厚煤層開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及控制技術(shù)研究。分析了上覆侏羅系多層煤柱疊加應(yīng)