孫疃礦1026孤島采場覆巖運動規(guī)律及礦壓顯現(xiàn)研究.pdf

1、孤島采場是指上下兩側都是采空區(qū)或其中一側為分界斷層，停采線一側為采空區(qū)的采場。受周圍采空區(qū)的影響，孤島采場礦壓顯現(xiàn)劇烈，圍巖破壞嚴重，孤島采場及其周邊順槽應力集中程度比較高（尤其是側向支承壓力），孤島開采沿空平巷巷道圍巖變形嚴重，導致巷道支護困難，并且應力集中區(qū)還存在煤與瓦斯突出及沖擊礦壓的危險。
　　本文以孫疃煤礦1026孤島采場為工程背景，首先研究了孤島采場在豎向剖面和水平層面上的覆巖整體空間結構，發(fā)現(xiàn)孤島采場覆巖整體空間結構

2、是動態(tài)演變且不穩(wěn)定的，比普通采場覆巖空間結構影響范圍大，孤島采場復雜的覆巖空間結構是造成其礦壓顯現(xiàn)特征強于普通采場的主要原因。然后運用彈性薄板的知識，對兩側采空孤島采場老頂不同運動階段建立薄板力學模型，得到孤島面老頂不同階段的彎矩、應力和撓度規(guī)律。并結合極限分析的方法，得到孤島面老頂初次破斷和周期破斷步距。然后用FLAC3D對1026孤島采場建立三維模型，模擬研究了采場開采前和開采過程中的圍巖應力、位移及塑性區(qū)等演變特征，并研究了護巷煤

3、柱不同方向上的應力及位移演變特征，研究得到:鑒于上下采空區(qū)上覆巖層的影響，導致1026孤島采場處于應力集中區(qū)，礦壓顯現(xiàn)強烈;兩煤柱應力及位移狀況差別很大，由于地球重力的影響，上煤柱的應力及位移數(shù)值都比下煤柱小。上下煤柱鉛垂應力最大值分別為28MPa和35MPa。上下煤柱水平位移最大值分別為175mm和225mm。最后對1026孤島采場進行液壓支架阻力、兩巷深部位移及風巷表面位移的監(jiān)測，由監(jiān)測結果可知:直接頂初次垮落步距為19.2m，老頂

4、初次來壓步距為22.54m，老頂周期來壓步距為9.79m。通過繪制液壓支架工作阻力頻率分布直方圖，結果表明，1026孤島采場上部和下部的液壓支架在現(xiàn)實工作中效率不是很高，沒有到支架的額定工作阻力，中部的液壓支架選型基本滿足1026孤島采場的生產(chǎn)需求，液壓支架工作阻力分布的高頻區(qū)域基本都在15MPa到25MPa之間。由回風巷表面位移監(jiān)測可知，隨著觀測斷面與孤島采場之間距離的減小，兩幫變形位移不斷增大，總的來說頂?shù)装逑鄬ξ灰屏勘葍蓭鸵?，?/p>

5、三個觀測斷面的頂?shù)装遄罱K變形位移基本相當，位移峰值維持在200mm左右。由兩巷的深部位移觀測可獲知，兩巷頂板變形比幫部變形小，與采場相隔43.8m之內(nèi)的區(qū)域，開采的時候圍巖活動非常強烈，故距離采場還有43.8m之時就必須要對兩巷實行補強支護。并且還發(fā)現(xiàn):隨著測點在鉆孔內(nèi)深度的增加，頂?shù)装逦灰坪蛢蓭臀灰埔膊粩嘣黾?，其原因是深部測點處于巷道圍巖的彈性區(qū)，而淺部測點處于巷道圍巖的塑性區(qū)，而塑性區(qū)圍巖已經(jīng)發(fā)生破壞，所以變形較小。
　　故而