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whx中兴矿近距离煤层上覆岩层移动规律研究

whx中兴矿近距离煤层上覆岩层移动规律研究

第25卷第2期2010年6月

矿业工程研究

MineralEngineeringResearch

Vol.25No.2

Jun.2010

中兴矿近距离煤层上覆岩层移动规律研究

蔡光顺1,2,左建平1,李毅2,闫万俊2,李生亚2,于洋1

2.汾西矿业中兴煤业公司,山西交城046204)(1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;

摘要:应用新型多点位移计,以中兴矿3211工作面为现场,监测了近距离煤层顶板近20m范围内覆岩移动规律.通过现场监测

获得了大量覆岩移动数据和同孔不同深度覆岩相对沉降变化量,以及同一深度不同孔岩层的相对沉降量.通过对监测数据的分析,得到了中兴矿周期性跨落步距.综合运用组合岩梁理论和关键层理论等对顶板岩层“三带”进行了划分,获得中兴矿的跨落高度大约为采高的2-4倍,这为中兴矿近距离条件下巷道布置及支护技术提供了依据.

关键词:近距离煤层;多点位移计;覆岩移动;垮落步距“;三带”划分TD325中图分类号:

文献标识码:A

文章编号:1674-5876(2010)02-0001-04

随着我国煤炭资源持续的高强集约开采,浅部煤炭资源日益减少,煤矿开采深度由最初200~300m逐步发展到700~800m,部分煤矿开采深度已超过1000m[1-2].由于煤炭开采逐渐朝深部发展,造成地质条件不断恶化、地破碎岩体增多、涌水量加大、地温升高,导致应力增大、

作业环境恶化、巷道维护困难,地质灾害增多、成本提高、安全难于保证等一系列问题,为深部资源的开采提出了严峻的挑战[3-10].煤矿的开采实践表明,在浅部表现为普通坚硬的岩石,在深部可能表现出软岩特性,如大大地压、难支护等[11];浅部原岩体大多处于弹性变形、

应力状态,而进入深部后则可能处于“潜塑性”状态,即剪应力超过岩石由各向不等压的原岩应力引起的压、

的屈服强度,造成岩石的潜在破坏状态.目前,国内外很多学者对浅部条件的开采方法及覆岩移动规律进行了大量的研究[12-13],而对深部开采条件下的覆岩移动规律研究较少,或者只是针对顶板覆岩移动规律进行的研究也大多也只是对顶板的3~8m范围内的覆岩进行了现场监测,并且只布置了2个点监测点,这并不能很好的反应出顶板的移动规律.尽管数值方法也是进行覆岩移动规律研究的常用方法,但由于参数的不确

定性等诸多因素使得数值模拟只能作为一种辅助研究手段.作者以中兴矿2#煤层3211工作面为研究对象,在其材料巷和运输巷顶板处对称布置了5对深20m的监测孔,钻孔内每隔2m布置一个测点,每空内合计10个测点.经过近一个多月的现场监测获得了大量深部岩层移动变化数据.通过对现场监测数据的分析,加深了对深部裂隙覆岩移动规律的认识,并获得了一些新的结论.

1中兴矿3211工作面概况

本文以中兴矿2#煤层3211工作面为研究对象.

中兴矿井田位于山西省交城县岭底乡郭家庄以北至柏崖头、光足上以南.井田东西长5.5km,南北宽4.0km,面积19.86km2.井田地理坐标为:北纬37°37′18″~37°39′29″,东经112°04′27″~112°08′12″.该工作面采用长壁式采煤法,走向可采长度1544m,倾斜长度180m.3211工作面所采煤层为2#煤,1#煤1.7m左右,3211工作面2#煤厚1.2~2.2m,平均厚1.7m.由于其局部与1#煤层间距仅为0.8m,故对1#煤与2#煤层间距在1.0m以内时进行联采,属于近距离煤层.中厚煤层

收稿日期:2010-04-25

基金项目:国家自然科学基金重大项目(50834005);国家重点基础研究发展计划(973计划)(2010CB732002);教育部新世纪优秀人才支持计划

(NCET-10-0726);霍英东教育基金会资助(121051);北京市优秀人才培养资助项目(2009D013001000037)和中央高校基本科研业务费资助项目联合资助

通信作者:蔡光顺(1963-),男,湖北武汉人,博士生,高级工程师,研究方向:采矿工程.E-mail:zjp@http://www.wendangxiazai.com

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