含不同落差断层深部煤层开采围岩稳定性研究

随煤炭开采深度不断加大,煤矿隐含断层及其分叉点多等问题愈发严重。以山东某矿井为背景,采用数值模拟和理论分析相结合的研究方法,建立了存在不同落差断层情况下的煤层开采模型,研究了工作面开采超前影响范围与不同落差断层之间的关系。结果表明:随着断层落差的减小,断层对围岩应力分布及变形的影响范围逐渐减小;当回采工作面未穿过断层时,运输巷支承压力呈“V”形分布,回采工作面穿过断层以后,上下顺槽支承压力随着切眼距离的增大逐渐减小,应力集中系数明显降低,上下顺槽应力集中系数均小于2,上下顺槽的应力主要受采动压力的影响。研究结论可为地质状况相似矿井超前支护范围设计提供指导。

浅埋风氧化巷道变形失稳相似模拟研究

为掌握风氧化作用下巷道变形特征和失稳机理,根据工程实测和室内岩石力学实验,确定围岩风氧化程度评价指标体系。通过相似模拟实验确定了不同风氧化程度巷道围岩相似模拟配比;自研相似模拟实验平台,采用数字散斑、声发射测试等手段,分析不同风氧化实验条件下巷道变形特征、宏细观破坏情况。通过实验模拟分析,得出不同类型风氧化顶板变形演化过程及宏观破坏特征。实验结果可为风氧化复杂条件下巷道稳定性研究提供理论和实验基础。

近距离煤层下伏工作面巷道布置及顶板控制模拟分析

为解决近距离煤层开采群下伏煤层回采巷道变形破坏严重并影响工作面安全高效开采的问题,以鲁西南某矿为对象,通过理论分析和数值模拟等方法,结合地应力测试及力学试验结果,研究近距离煤层开采过程中各个煤层之间存在的相互影响及各煤层矿压显现规律,结果表明:煤层开采后工作面下方应力到达开始降低点后,距离巷道侧越远应力降低越大,但当距离达到一定值后,应力不再降低;对比分析重叠式、外错式和内错式三种下位回采巷道布置方式,内错式布置时下位回采巷道围岩变形最小;针对下位煤层回采巷道内错时巷道围岩变形情况,提出相应巷道围岩支护方案,围岩应力优化和变形控制效果明显,能够实现下位煤层开采过程中回采巷道顶板的有效的控制。研究成果对于同类型地质条件矿区近距离煤层开采巷道布置及支护方案优化具有借鉴意义。