厚松散含水層薄基巖采場荷載傳遞與壓架機理研究.pdf

1、近年來，我國華東地區(qū)發(fā)生了數(shù)十起松散含水層下薄基巖工作面采煤時導致壓架致災的事故，并且此類綜采工作面壓架事故呈現(xiàn)增多的趨勢，造成了重大的經(jīng)濟損失，嚴重威脅了煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，這一情況引起了行業(yè)領導和眾多學者的關注。松散含水層下薄基巖采場開采時常伴隨有頂板壓力顯現(xiàn)異常增大導致工作面壓架，并且隨工作面推進時常呈周期性突水，因此，針對此類情況，本文采用相似模擬、理論分析和現(xiàn)場對比實測的方式對含水層下薄基巖采場特殊的覆巖結(jié)構(gòu)及其壓架機理進行了

2、研究。根據(jù)相似模擬實驗結(jié)果建立了支架-圍巖力學計算式，分析了含水層載荷傳遞作用對不同關鍵層組合條件下的覆巖破斷機制的影響，研究結(jié)果表明:
　　(1)含水層對薄基巖中僅賦存有單一關鍵層的工作面影響要大于對多關鍵層的影響。單一關鍵層在承受關鍵層自重及其與含水層之間垮落巖層載荷的同時，還要承受來自承壓含水層的水壓力及其傳遞的上覆巨厚沖積層的荷載，這就導致單一關鍵層無法形成具有穩(wěn)定支撐能力的“砌體梁”結(jié)構(gòu)，更容易發(fā)生滑落失穩(wěn)，進而造成工作

3、面壓架;
　　(2)含水層下兩關鍵層間距大小將直接影響下位關鍵層破斷形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性:
　?、匍g距較小兩關鍵層在含水層作用下容易產(chǎn)生復合破斷，其破斷特征與單關鍵層相似，下位關鍵層將不能形成穩(wěn)定的“砌體梁”結(jié)構(gòu);
　?、趦申P鍵層間距足夠大的條件下，下位關鍵層破斷后形成的“砌體梁”結(jié)構(gòu)將受到上位關鍵層隨下方巖體跨落后形成的“自然平衡拱”的保護，“阻斷”上位關鍵層上方松散層和含水層水壓力向“砌體梁”的施加，這樣“砌