上行开采覆岩移动规律相似材料模拟研究.pdf

《上行开采覆岩移动规律相似材料模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤炭科技2013年第4期2OCOALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINENo．42013文章编号：1008—3731(2013)04—0020—03上行开采覆岩移动规律相似材料模拟研究周磊，高翔，郏慧慧(河南神火集团山西项目部，河南永城476600)摘要：上行开采覆岩移动规律是进行上行开采可行性分析的基础依据。采用实验室相似材料模拟方法，分析下位煤层、上位煤层开采中覆岩破断、顶板下沉及三带发育规律，结果表明：下位煤层开采时，初次来压步距为40m，周期来压步距为10～20m，上位煤层位于弯曲带内；上位煤层开采时，初次来

2、压步距为15m，周期来压步距为5～10m，开采过程稳定，证明上行开采是可行的。关键词：上行开采；覆岩活动；三带高度中图分类号：TD325文献标志码：B上行开采覆岩移动规律是进行上行开采可行性素对矿山压力的影响规律，试验结果直观，相似程度分析的基础依据，也是上位煤层开采设计和矿压控高，且周期短。其实质是：用与原型力学性质相似的制必须掌握的规律。国内外专家针对上行开采可行材料按几何相似常数缩制成模型，然后在模型上开性的判定提出了多个准则，比如采动影响倍数法(比挖各类工程，以观察、研究工程围岩内的变形与破坏值判别法)、“三带”判别法和围岩

3、平衡法等。根据已等地压现象，为工程的设计及工艺的改进等提供有成果和经验，上行开采主要影响因素可归结为层依据。间距，采高，采煤方法，岩性及层间结构，以及煤层倾2．1试验装置及测试仪器角和时间等。传统的理论分析法难以将所有关键因试验使用简易立体模型架，模型架长2．5m，高素考虑在内，因此也难以确切地指导上行开采实1．5m，两侧边为200mm宽的支座用以模拟边界条践。实验室相似材料模拟依据相似理论，充分考虑件。在模型另外一侧沿煤层走向安设3排测线，每现场煤岩层赋存条件、开采方法和时间因素，可作为排设8个测点，每个测点上安装1个位移计，记录

4、此一种较为可靠的研究手段。点的下沉量。3排测线垂直方向上间距不等。测量本文结合新庄煤矿二煤和三煤实际条件，通仪器采用TS3890A程控静态电阻应变仪，以半桥方式搭接，数据自动保存在计算机中，便于处理。过构建相似材料模型来模拟上行开采情况，研究上2．2模型设计行开采覆岩移动规律。根据模型和原型相似的要求，主要考察几何相1工程地质条件似、物理力学性质相似及时间相似3个方面。永夏矿区含煤地层为太原组，陕西组，上、下石(1)几何相似。对应于原型各部分尺寸，模型河子组，总厚度634．48m，含煤34层。其中，可采煤应按相同比例缩小，取模型尺寸

5、比为1：100。层4层，自下而上分别为二：煤、三：煤、三。煤、三煤，(2)物理力学性质相似。在相似模拟试验中，煤层平均厚度为11．32m，二煤和三：煤全区可采，基本顶来压问题不仅涉及到弹性范围，而且也包括三煤大部分可采，三煤局部可采。二煤厚度3．0破坏过程，因此对这两个方面都必须加以考察。～5．36m，平均4．8m；三煤厚度1．0～4．5m，平均(3)时间相似。随着工作面的推进，采场基本2．24m。两者间距平均80m左右。顶悬露面积不断扩大，同时产生运动、变形，因而模型属动态模型。开挖步距为5m；30min开挖一次。2相似材料模型构

6、建2．3边界条件及试验过程相似模拟试验方法可根据现场实际地质条件人对于工作面上下两侧实体煤支承的基本顶边为控制和改变试验条件，从而可确定单因素和多因界，采用200mm宽的槽钢用千斤顶加压固定形成固