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1、    斷層附近“三軟”煤層開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律分析    羅成才 任欣 張永舉 張袁仕松 彭首清摘 要:針對貴州礦區(qū)“三軟”煤層開采斷層附近特殊地質(zhì)條件下礦壓顯現(xiàn)異常的問題,采用數(shù)值模擬實驗的方法,并根據(jù)米籮煤礦一采區(qū)三條下山東翼110302工作面的現(xiàn)場實際條件,設計并構建了數(shù)值模擬模型。模擬分析了“三軟”煤層工作面直接頂垮落特征和基本頂破斷特征,并計算出工作面初次、周期來壓步距;斷層附近上覆巖層“三帶”發(fā)育特征。關鍵詞:斷層附近;三軟煤層;礦壓顯現(xiàn);數(shù)值模擬1 工程概況米籮煤礦位于水城縣東南部米籮鄉(xiāng),煤的結構及堅硬程度:半亮型煤結構以塊狀為主,半暗型煤常

2、呈致密狀或粒狀結構。線理狀、透鏡狀很少。暗淡型和半暗型煤的礦物質(zhì)往往含量較高,結構致密,顯得堅硬。米籮礦井井田范圍內(nèi)含可采及大部分可采煤層15層,米籮礦礦110302工作面井下位于一采區(qū)三條下山東翼,開采煤層為上二疊系龍?zhí)睹航M上段的11#、13#煤層,回風順槽標高在+1105.0+1125.4m;運輸順槽標高在+1058.4+1076.2m。該工作面開采煤層為1#、3#煤層,1#煤層及3#煤層結構較穩(wěn)定,1#煤層厚度平均在1.4m左右,3#煤層厚度平均在2.3m左右。2數(shù)值模擬結果分析2.1工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律(1)直接頂垮落特征工作面推進至距開切眼26.5m時,直接頂與基本頂之間出現(xiàn)離層,并逐

3、步形成了一條長度為10.8m 、最大離層間距為0.1m的水平裂隙,隨著工作面的向前推進,裂隙間距不斷加大,當推進距工作面28m時,直接頂首先發(fā)生部分垮落,一段時間過后,懸空的直接頂(12.25m)全部垮落,垮落長度為36m,垮落角約為62°。直接頂垮落特征如下圖1所示。(2)基本頂破斷特征隨著工作面的推進,直接頂不斷垮落,基本頂巖梁懸露面積越來越大,接近其極限垮距時,巖梁結構發(fā)生破斷,基本頂產(chǎn)生初次來壓。當工作面推進至距開切眼42.5m時,基本頂發(fā)生破斷,破斷長度為42.5m,破斷厚度為10.5m,破斷角約為70°,即基本頂初次來壓步距約為42.5m?;卷敵醮纹茢嗪?,工作

4、面繼續(xù)推進,當推進到距開切眼61.3m時,基本頂發(fā)生第一次周期破斷,破斷長度為27 m,破斷厚度為11.2m,破斷角約為60°,當推進到距開切眼81m時,基本頂發(fā)生第二次周期破斷,破斷長度為15.5cm,破斷厚度為11.2m,破斷角約為65°。隨著工作面的不斷推進,基本頂發(fā)生周期性破斷,其破斷特征為:破斷長度為1027m,破斷角為6070°,破斷厚度為11.5m,基本頂周期來壓步距為16.820m。2.2 覆巖“三帶”范圍劃分通過數(shù)值模擬結果,模型開挖150m后,通過分析覆巖下沉規(guī)律,并結合覆巖破壞結構理論中長壁工作面開采后在采空區(qū)形成的“三帶”(即垮落帶,裂隙帶

5、和彎曲下沉帶)理論,預測現(xiàn)場工作面覆巖“三帶”劃分范圍為:垮落帶范圍為主采1#煤層上方第一層砂質(zhì)泥巖至第二層粉砂巖的一部分,高度約為3.3m;裂隙帶范圍為垮落帶以上第二層粉砂巖,高度為3.311m;彎曲下沉帶范圍為裂隙帶以上直至地表層。如圖2所示。參考文獻:1閆建兵,張東峰,張小強,張佳飛.復采工作面橫跨煤柱上覆巖層運移規(guī)律研究j.礦業(yè)安全與環(huán)保,2018,45(5):37-41.2崔聰,張浪.水力壓裂對煤層應力影響的實驗研究j.礦業(yè)安全與環(huán)保,2018,45(4):12-16.3蘇濤,梁冰,李剛.晉華宮礦多煤層開采圍巖運動規(guī)律模擬與試驗研究j.礦業(yè)安全與環(huán)保,2018,45(2):30-35

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