淺埋煤層長壁開采礦壓特點及其安全開采界限研究.pdf

1、針對“淺埋煤層開采”問題，基于礦山壓力及其控制、功能梯度材料、散體動力學(xué)等理論，通過現(xiàn)場調(diào)研與觀測、實驗室物理模擬、計算機數(shù)值模擬、理論分析等大量充實的工作，研究深入研究了淺埋煤層開采界定、工作面初次來壓及周期來壓機理、工作面來壓動載成因、長壁開采工作面不發(fā)生潰砂涌水的條件即長壁開采安全界限、礦壓控制原理等多方面內(nèi)容，對于補充和完善礦山壓力及其控制理論體系、弄清淺埋煤層礦壓特點解決其安全開采技術(shù)問題具有重要的理論意義和實踐應(yīng)用價值。

2、 研究的創(chuàng)新點及主要結(jié)論如下： 1)分析提出了淺埋煤層開采的三個界定指標(biāo)：煤層上覆巖層組成即煤層上覆巖層由薄基巖及松散載荷層組成，基巖厚度小于50m；長壁回采工作面覆巖活動規(guī)律即基巖呈一同步運動的組合巖層即單一關(guān)鍵層，松散載荷層隨基巖層移動，頂板來壓劇烈，動壓現(xiàn)象明顯；煤層埋藏深度小于100m。 2)建立了淺埋煤層長壁開采工作面上覆巖層力學(xué)模型，即彈性基礎(chǔ)上的由基巖體內(nèi)所有巖層構(gòu)成、其上作用由松散載荷層形成的均布載荷

3、的梯度復(fù)合板；工作面初次來壓經(jīng)歷了關(guān)鍵層破斷垮落來壓開始，關(guān)鍵層上方基巖層分層的破壞垮落并形成第一次沖擊載荷，松散載荷層滯后垮落形成第二次沖擊載荷三個過程。 3)構(gòu)建了關(guān)鍵層破斷后基巖斷裂體“承壓砌塊”模型，闡明了淺埋煤層工作面周期來壓機理，分析認(rèn)為上覆巖層不能形成相對穩(wěn)定的“砌體梁”式的結(jié)構(gòu)，這是淺埋煤層主要礦壓特點之一。 4)分析了淺埋煤層上覆松散層動載荷作用下的運動規(guī)律，提出回采工作面初次來壓過程中，基巖層上方的松