大同矿区煤层群开采覆岩结构分类及其运移特征

以大同矿区煤层群下行开采为背景,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法,对煤层群开采覆岩结构分类及其运移特征进行了研究。结果表明:煤层群开采,根据层间岩体是否存在关键层以及各层位关键层的赋存状态,提出2类7种煤层群开采覆岩结构模型。当层间岩体不存在关键层时,依据推导得到的上下煤层安全间距和极限稳定间距,将上部煤层上覆主控关键层的赋存状态划分为完整承压、极限稳定和破断失稳3种类型。层间关键层的赋存状态存在3种形式,分别为上部煤层底板高应力造成的损伤失稳、下部煤层回采扰动致使的梁式失稳、层间关键层有效承压。层间关键层运动失稳以后,可以按层间岩体不存在关键层进行考虑,并依据上下煤层安全间距和极限稳定间距进一步确定主控关键层的赋存状态。地质条件相同时,覆岩运移程度表现为:层间不存在关键层>层间关键层低位梁式失稳>层间关键层高位损伤失稳。数值模拟和工程案例实测结果一定程度上验证了煤层群开采覆岩结构分类及运移特征研究的合理性与准确性。

刀柱式老采空区上行长壁开采的采矿安全评价

为保证刀柱式老采空区上行长壁开采安全,需要对层间岩体在采动压力作用下的稳定性进行评价,并合理确定长壁工作面的开采技术参数.基于对层间岩体在采动过程中的受力分析,综合考虑层间岩体的黏聚力、摩擦阻力、采动压力、岩体自重、刀柱残余承载力等因素的作用,提出了评价层间岩体稳定性的安全系数法.如果安全系数大于1,则可以认为在上行开采过程中层间岩体能够保持稳定.采用数值模拟方法研究了上行长壁工作面不同开采参数对层间岩体稳定性的影响.结果表明,长壁工作面宽度、护巷煤柱宽度对层间岩体稳定性影响明显.在刀柱式老采空区进行上行长壁开采,应减小工作面开采宽度,增大工作面护巷煤柱尺寸.