急倾斜煤层开采岩移基本规律的模型试验

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1、第23卷第3期岩石力学与工程学报23(3)4414452004年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.2004*急倾斜煤层开采岩移基本规律的模型试验高明中(安徽理工大学资源开发与管理工程系淮南232001)摘要针对新集三矿急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件运用实验室相似模型试验方法对西三采区煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究总结出了新集三矿急倾斜煤层开采重复采动所引起的厚冲积层岩体移动基本特征和地表沉陷的相关参数所得结果对现场开采及地表沉陷治理具有一定的

2、指导作用对于同类地质和开采条件的矿区具有重要参考价值关键词采矿工程相似模拟试验急倾斜煤层岩体移动地表沉陷+分类号TD315.3文献标识码A文章编号1000-6915(2004)03-0441-05SIMILARITYMODELTESTOFSTRATAMOVEMENTWITHSTEEPSEAMGaoMingzhong(Dept.ofResourcesExplorationandManagementEngineeringAnhuiUniversityofScienceandTechnologyHuainan232001China)A

3、bstractAccordingtothecomplexminingandgeologicalconditionsofdeepexcavationinXinjiminesimilaritymodeltestiscarriedoutforstratamovementandsurfacesubsidenceduetocoalextractioninNo.3miningdistrict.Basedontheanalysisofrepetitiveminingwiththicksoillayersanddeepcoalseamthesp

4、ecialphenomenaareputforwardandthebasicfeaturesofstratamovementandtherelatedparametersofminingsubsidenceareobtained.Alsotheresultsareoftutorialimpactforpracticalminingandgoverningofsubsidencehazards.Keywordsminingengineeringsimilaritymodelteststeepseamstratamovementmi

5、ningsubsidence之急本文通过模型试验的方法针对新集三矿西1引言三采区开采的实际情况对开采岩移基本规律和地表移动变形规律进行了研究这对于指导新集矿区地下固体液体资源的开采均会导致不同程度三下采煤具有重要意义的地表沉陷由此带来一系列的环境问题国内外学者对开采沉陷进行了大量的研究取得了丰硕的2研究区域地质背景成果[17]但由于采矿地质条件的复杂性使得问题仍未得到圆满解决如厚冲积层急倾斜煤层群开新集三矿西三采区主要可采煤层有3层分别采重复采动条件下的开采沉陷国内外研究得不多为13#11#和8#煤层煤层间距平均为53和45m[

6、812]如何掌握这类复杂条件下地表移动变形的特平均厚度分别为51.53.2m煤层倾角平均为60点是解决急倾斜煤层开采矿井采动损害问题的当务采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法采区新生界地2002年11月13日收到初稿2003年1月16日收到修改稿*安徽省自然科学基金(03044401)资助项目作者高明中简介男46岁硕士1982年毕业于安徽理工大学采矿系采矿工程专业现任教授主要从事于矿山岩石力学方面的研究工作E-mailtsg@aust.edu.cn万方数据•442•岩石力学与工程学报2004年层由第四系和第三系组成厚度为143167m属

7、究倾斜模型即模拟煤层铺设成倾斜状表土层铺于厚冲积层矿井地面标高平均+20m采区开采成水平状(4)堤坝横截面相对较小可以忽略范围为200340m走向长为700m区域内无为了使问题得到必要的简化和便于对比分析确定大的断层构造实测冒裂带高度约为39m采区范试验方案时主要考虑围岩强度岩层分层厚度节理围为地面堤坝保护煤柱圈定范围堤下压煤960104裂隙采动影响等几个方面模型试验的特点是能t采区范围内岩土力学性质见表1表中g为容重够模拟出随采场推进覆岩运动和地表沉陷的动态变sc为单轴抗压强度E为弹模化特征以及与时空的对应关系以便进行过程分析

8、模型平面布置见图1根据新集三矿的开采地表1岩土物理力学参数质条件运用相似理论进行急倾斜煤层的岩体移动Table1Physico-mechanicalparametersofrockandsoil和开采沉陷的相似模型试验研究由开采引起的岩岩性厚度/mg/kNms/