论文部分内容阅读
以西部矿区某矿首采工作面为研究背景,该首采面煤层的平均厚度为5.4m煤层埋藏深度531-567m,是目前东胜煤田开采最深的矿井。加之顶板多为泥质、钙质胶结充填,受到后期各种构造应力等综合作用下,形成了裂隙-孔隙双重介质,导致顶板岩层强度较低、胶结程度较差,顶板岩层遇水易崩解,为深埋弱粘结地质条件。本文针对深埋弱粘结地质条件,运用相似模拟、UDEC数值模拟、理论分析相结合的方法,对深埋弱粘结厚煤层大采高综采采场覆岩破断规律及支架工作阻力进行了研究,得出以下结论：(1)通过研究深埋弱粘结厚煤层综采采场覆岩移动破断过程,直接顶初次垮落约在10～15m,初次来压步距约为20～25m,周期来压步距10-15m。垮落带高度约为采高的4倍,冒落带和裂隙带高度约为采高的22～24倍。顶板周期来压步距越大,煤壁容易出现片帮现象,煤层上方直接顶压缩变形。距离煤层越远的上覆岩层其下沉量越小,而且其中部下沉逐渐趋向于均匀,整体下沉趋向对称。当工作面推进到150m时,地表开始出现轻微下沉,随着工作面继续推进,中部地表下沉量最大,下沉量达2.5m左右,而且地表水平移动影响范围要略大于工作面回采的长度。(2)煤壁前方支承压力影响范围约在煤壁前方5～35m。初次来压时,煤壁前方支承压力影响范围大于周期来压时期、正常推进时期；周期来压步距不同时,煤壁支承压力影响范围也不同,周期来压步距越大,支承压力影响范围也越大。煤壁前方支承压力峰值约距煤壁10～15m。初次来压时支承压力峰值要大于周期来压时期、正常推进时期的支承压力峰值；周期来压步距不同时,支承压力峰值也不同,周期来压步距较大,其煤壁前方支承压力峰值则较大。(3)不同采高导致工作面支架工作阻力、来压期间支架工作阻力值不同,以及初次破断步距的不同。随着采高的增大,工作面初次来压步距相对减小；工作面支架平均工作阻力增大,来压时的支架工作阻力更大。提高支架初撑力,可以减少煤壁片帮现象,减小顶板下沉量。随着采高增大,煤壁片帮会更严重。