《采场覆岩破坏规律研究》.pdf

《采场覆岩破坏规律研究》.pdf28 能源技术与管理 EnergyTechnologyandManagement 2013年第38卷第5期 doi:— 采场覆岩破坏规律研究吕鹏,王建生,刘江伟(中煤平朔集团有限公司井工三矿,山西朔州036006) [摘要]为了研究采场覆岩破坏规律,以平朔井工三矿39107工作面地质情况及开采条件为基础,依据相似定律制作相似模型,得出地表最大垮落位置在距开切眼100m 处,达到充分采动等,,开切眼位置处地表下沉量约为 ;岩层最大垮落位置在距开切眼105m处,地表沉陷值最大值7m左右,开切眼位置处地表发生台阶式下沉,下沉量2~3m,地表沉陷后形成的地表裂隙宽度为 ~;开挖处应力值降低,工作面前方由于超前支承压力的作用应力值升高, 超前支承压力峰值距工作面在8—12m之间,平均10m;超前影响范围为14~17m, ;工作面垮落带高度为32~40m,裂隙带发育较高,最终裂隙导通地表, 使地表形成了台阶下沉;工作面直接顶初次来压为16m,基本顸初次来压为40m, 基本顶周期来压为12~18m,平均为15m。[关键词]平朔井工三矿采场;覆岩破坏;相似模拟;规律研究[中图分类号]TD325+.4[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2叭3)05一O0283 0引言 2数值模拟方案平朔井工三矿39107工作面切眼附近埋深 70~110m,煤层分布相对稳定,受大沙沟影响,地表分布起伏不平,主运巷埋深相对较浅,紧邻大沙沟地区埋深不足50m。经过长期观察,工作面受大沙沟的影响较为严重,大沙沟下工作面的顶板活动规律表现较为异常,因此需对大沙沟影响下采场覆岩破坏规律进行研究。 1地质条件平朔井工三矿39107工作面所采煤层为石炭系上统太原组9煤层,煤层结构复杂,工作面倾向长300m,走向长930m,,近水平一缓倾斜煤层,煤层倾角14~--5。,采用综合机械化放顶煤开采。工作面埋深70~183m,地表为黄土丘陵,大部分被森林覆盖,沟谷发育。切眼附近埋深70—110m,煤层分布相对稳定,直接顶为砂质泥岩,~,平均厚度为 ,灰黑色,厚层状,泥质为主,含砂量较少, 碎块状,层理发育,夹薄层煤线。基本顶为粗砂岩, ~,。直接底为细砂岩,厚度在0~,平均厚度 。~,,灰黑色块状易碎,中厚结构易风化破碎本实验以平朔井工三矿39107工作面地质情况及开采条件为基础,依据相似定律制作相似模型,实验主要目的如下:研究工作面开采顶板垮落规律;研究工作面上覆岩层移动规律观测;研究工作面超前支承压力变化规律观测;研究工作面顶板来压规律。 3物理相似模拟方案 ,选用 1600mmxl200mm~50mm的平面相似材料实验支架铺装模型。依据相似定律,该实验模型几何相似常数200,,,应力及强度相似常数为322。模型直接铺装到地表,设计高度为79em,其中表土层为