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《急倾斜水平分层综放开采矿压显现规律研究》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、急倾斜水平分层综放开采矿压显现规律研究张伟1,2张瑞新1,3王云鹏1姚子涛4(1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京100083；2.北京昊华能源股份有限公司，北京102300；3.国家安全生产监督管理总局通信信息中心，北京100013；4.中国中煤能源集团有限公司，北京100120)摘要：于我国急倾斜煤层的储量丰富，分布范围比较广，并且已经形成相当的开采规模；同时，急倾斜煤层的开采条件比较复杂，开采技术水平长期处于较低下的水平。大倾角煤层综放开采有其特殊的矿压显现规律、因此，不仅具有重要的理
2、论价值，而且对现场实践也具有重要的指导意义。关键词：中图分类号：文献标识码：文章编号：ZHANGWei1,2,ZHANGRui-xin1,3,WANGYun-peng1,YAOZi-tao4(1.FacultyofResources&SafetyEngineering,ChinaUniversityofMining&Technology(Beijing),Beijing100083,China;2.BeijingHaohuaEnergyResourceCO.,LTD,Beijing102300,Chin
3、a;3.Communication&InformationCenter,StateAdministrationofWorksafety,Beijing100013,China;4.ChinaNationalCoalGroupCorp.Beijing100120,China.)Abstract:Keywords:收稿日期：；修回日期：基金项目：国家重点基础研究(973)计划项目(2010CB732002)作者简介：张伟(1968-),男,山东鄄城人，工程师，博士研究生，主要从事矿业系统工程和采矿工艺方面的
4、研究。E_MAIL:zhw7698@sohu.com.51引言近年来，急倾斜煤层年产量已占我国煤炭总量的8％-10％，并呈逐年增加的趋势[1]。在急倾斜煤层开采方法上，水平分层综放开采被认为是急倾斜厚煤层的一种高产高效采煤方法[2]。国内外学者对综放开采过程中煤岩移动及顶煤破坏规律等问题取得了一定的成果，但这些研究工作主要是针对缓倾斜近水平煤层进行的[3]，相关研究结论对于急倾斜煤层而言有较大的局限性，一些矿压现象无法得到合理地解释[4-6]。另外，由于急倾斜煤层水平分层综放开采矿压显现规律到目前为止进
5、行的研究工作相对较少。因此，该领域的许多研究工作尚处于探索阶段[7-10]，急倾斜煤层由于其地质结构的复杂性，造成了其显著的各向异性[11]。水平分层综放开采引起冒落顶板沿倾斜向下滚落,加之顶板来压致使工作面支护管理难度大，矿压显现规律呈现出特殊性[12]。为了进一步分析影响因素多、物理过程复杂的急倾斜水平分层综放开采工作面顶板垮落及矿压显现特征[13-15]，确定采场合理的支护参数，不仅具有重要的理论价值，而且对现场实践也具有重要的指导意义。因此，本文通过应用相似模拟试验和数值分析对木城涧煤矿-10水
6、平分层放顶煤工作面矿压显现规律进行研究。为类似矿山在急倾斜煤层中实施放顶煤技术提供有利的理论依据和应用技术支持。木城涧煤矿是一个地质结构较复杂急倾斜煤层开采矿井，-10水平石炭纪急倾斜煤层工作面所采煤层为3#煤，、5#煤，3#煤平均厚度为8m，5#煤平均厚度为13m，中间夹矸层厚度最大12m，属于急倾斜厚煤层，倾角平均为63°。顶板以粉质砂岩、泥岩为主，底板为泥岩，夹石层以炭质泥岩及含炭细粉砂岩为主[17]。在这种复杂条件下，采用传统的采煤方法，对矿井的技术经济利益带来许多不利的影响。随着放顶煤技术的成
7、熟，木城涧煤矿将水平分层悬移支架放顶煤采煤技术引用到急倾斜煤层的开采中。2相似材料试验2.1模型的建立（1）试验模型的选取试验模型的尺寸长×宽×高＝3.0m×0.3m×1.0m，模型材料选用石膏混凝土，其主要成分为沙子、石膏、石灰、锯末、墨水等，改变胶结剂和骨料的组分，可以模拟不同类型的岩层。沙子粒度以0.15mm-0.5mm为宜，石灰宜采用新鲜烧透的灰块，石膏为熟石膏。在试验中依据上述的相似理论要求，按照现场的岩石力学参数以及相似材料的力学参数确定了各层的相似材料配比，见表1。材料水灰比为：材料：水=
8、100：8。表12D相似模拟试验材料配比表材料重量比容重（g/cm3）抗压强度（MPa）底板砂：石灰：石膏13：1.15：1.151.61.083煤层砂：锯末：石灰9.6：0.2：1.91.140.027夹矸砂：石灰：石膏5.6：0.35：0.151.490.184直接顶砂：石灰：石膏8：0.7：0.31.5630.522老顶砂：石灰：石膏8.2：0.8：0.21.5180.532（2）试验模型的制作5根据计算的配合比，制作时按比例把称好的
