厚煤層上分層巷柱開采區(qū)殘煤復(fù)采工作面礦壓特征的研究.pdf

1、厚煤層上分層巷柱開采區(qū)殘煤復(fù)采工作面由于特殊的圍巖條件其礦壓顯現(xiàn)特征也必然會(huì)存在特殊性。本文通過對(duì)上分層巷柱開采區(qū)殘留“空區(qū)-煤柱”穩(wěn)定性的力學(xué)分析，利用數(shù)值模擬分析手段，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)礦壓實(shí)測(cè)的方法，研究了厚煤層上分層巷柱開采區(qū)殘留“空區(qū)-煤柱”的穩(wěn)定性對(duì)復(fù)采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的影響，得出以下結(jié)論：
　　 ⑴殘煤復(fù)采可歸納為三種基本類型：①完全采空區(qū)型復(fù)采；②縱跨煤柱型復(fù)采；③橫跨煤柱型復(fù)采?，F(xiàn)階段復(fù)采工作面多是以上三種類型中兩種或

2、三種的綜合，本文研究的重點(diǎn)是厚煤層上分層巷柱開采區(qū)的殘煤復(fù)采工作面即跨煤柱復(fù)采工作面的類型。
　　 ⑵通過對(duì)殘留“空區(qū)-煤柱”穩(wěn)定性的力學(xué)分析可知，厚煤層上分層巷柱開采區(qū)殘留煤柱頂板應(yīng)力的分布規(guī)律發(fā)生變化。殘煤復(fù)采工作面均處在上方殘留煤柱集中應(yīng)力向底板傳遞的高應(yīng)力區(qū)內(nèi);厚煤層上分層巷柱開采區(qū)殘煤復(fù)采工作面頂板可建立四種力學(xué)模型：①實(shí)體煤柱力學(xué)模型；②完全空區(qū)力學(xué)模型；③頂板垮落未充滿空區(qū)力學(xué)模型；④頂板垮落充滿空區(qū)力學(xué)模型。

3、r>　　 ⑶結(jié)合數(shù)值模擬分析可知：①工作面通過寬度較大殘留采空區(qū)時(shí)，其頂板垂直應(yīng)力表現(xiàn)出“弱-強(qiáng)-弱-強(qiáng)-弱”的規(guī)律，且在出采空區(qū)前應(yīng)力峰值較進(jìn)采空區(qū)后的峰值大;殘留采空區(qū)底板巖性不同對(duì)下方復(fù)采工作面頂板壓力分布規(guī)律影響不大，只是殘留采空區(qū)底板為強(qiáng)度較大的巖石時(shí)，下方復(fù)采工作面頂板顯現(xiàn)垂直應(yīng)力較小。②殘留煤柱對(duì)復(fù)采工作面壓力顯現(xiàn)的影響:窄煤柱下復(fù)采工作面礦壓較小且無規(guī)律;較寬煤柱下工作面壓力表現(xiàn)為中間大兩端小的規(guī)律，峰值出現(xiàn)在偏出煤柱

4、的位置;大寬度煤柱下工作面壓力表現(xiàn)出“弱-強(qiáng)-弱-強(qiáng)-弱”的規(guī)律，工作面進(jìn)入煤柱約2m位置頂板壓力減小，進(jìn)入煤柱6～7m位置頂板壓力達(dá)到峰值，出煤柱前4m左右壓力再一次達(dá)到峰值且大于進(jìn)煤柱時(shí)的峰值。
　　 ⑷2107復(fù)采工作面的礦壓實(shí)測(cè)分析可知:工作面一側(cè)或兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入煤柱5～10m范圍時(shí)，測(cè)點(diǎn)支架工作阻力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)增大。工作面一側(cè)或兩側(cè)同時(shí)出煤柱4～6m范圍時(shí)，工作面壓力再一次增大，但比起進(jìn)入煤柱5～10m時(shí)的工作阻力要大。以3

5、2#支架為例，出煤柱時(shí)壓力峰值是進(jìn)煤柱的1.2倍。
　　 ⑸殘留“空區(qū)-煤柱”對(duì)復(fù)采工作面礦壓規(guī)律的影響主要表現(xiàn)為：①設(shè)殘留煤柱寬度為L(zhǎng)，當(dāng)L＜8m時(shí)，其下方復(fù)采工作面壓力無明顯規(guī)律;當(dāng)8m＜L＜15m時(shí)，其下方復(fù)采工作面壓力顯現(xiàn)為“弱-強(qiáng)-弱”的規(guī)律;當(dāng)15m＜L＜25m時(shí)，其下方復(fù)采工作面顯現(xiàn)為“弱-強(qiáng)-強(qiáng)-弱”的規(guī)律;當(dāng)L＞25m時(shí)，其下方復(fù)采工作面顯現(xiàn)為“弱-強(qiáng)-弱-強(qiáng)-弱”的規(guī)律；②殘留采空區(qū)下復(fù)采工作面多會(huì)顯現(xiàn)出“強(qiáng)