复合顶板厚煤层综采工作面“三带”动态分布研究.pdf

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1、总第189期复合顶板厚煤层综采工作面“三带”动态分布研究郝军(潞安集团余吾煤业公司．山西长治046103)摘要：煤层开采过后上覆岩层中形成“上三带”，了解复合顶板厚煤层覆岩的三带分布状况对瓦斯抽采、覆岩运动、隔水开采等具有重要的意义。采用理论计算、现场实测分析和UDEC数值模拟等方法，确定余吾煤业S1202工作面覆岩的三带分布状况，为其瓦斯抽采提供理论依据。研究表明：在垂直方向上．垮落带与裂隙带的分界点在29．5～33．4m之间，裂隙带的高度(垮落带以上)在60～64m之间。关键词：垮落带；裂隙带；瓦斯抽采：UDEC中图分类

2、号：TD32文献标识码：A文章编号：1005-2798(2015)05-0012-03StudyonDynamicDistributionof“ThreeZones”atFully-MechanizedFacewithThickCoalSeamandCompositeRoofHA0Jun(YuwuMiningCompanyo厂LuanGroup，Changzhi046103，China)Abstract：Threezoneswillbeformedinoverlyingstrataaftermining．Itisimport

3、antforgasextraction，stratabehaviorsandminingun—derwatertoknowthedistributionof“threezones”．Theoreticalcalculation．numeriea1calculation．fieldmeasurementwillbeusedtodeterminethedistributionofthreezonesinordertoprovidegiststogasextraction．Researchesshowthat，ontheverti

4、caldimension，thesegmentationpointbetweencavingzoneandfracturedzonelocatesin29．5～33．4In．Theheightoffracturedzoneisabout60～64m．Keywords：cavingzone；fracturedzone；gasextraction；UDEC国外对顶底板“三带”发育理论进行了长期的带”发育过程及特征的研究奠定了基础，但还存在一研究。从l9世纪末到20世纪，Fayol、豪斯和耳哈西些不足[4]：复合顶板的垮落规律和单

5、层顶板的垮落分别提出了圆拱理论、分带理论和自然斜面理论．规律存在很大的不同，常发生推垮型冒顶事故，但目1961年西德学者克拉茨总结煤矿开采沉陷的预计前对复合顶板工作面三带分布规律研究较少：以往方法，发表了《采动损害及其防护》]。20世纪70对“三带”发育规律的研究主要着眼于水体下采煤中导水裂隙带高度，但真正从卸压瓦斯(垮落带和裂年代前，国内对导水裂隙带高度的研究基本上处于隙带中均为卸压瓦斯)赋存和抽采角度研究覆岩认识性阶段。70～80年代，针对水体下采煤技术的“三带”发育特征相对较少。迫切需要，国内开展了大量的裂高孔现场观测

6、和试余吾煤业及相邻矿井采矿地质条件具有复合顶验性研究工作，总结出不同覆岩类型条件下，煤层采板高瓦斯厚煤层特征。而现有的各种覆岩“三带”出厚度与垮落带、裂隙带的相关关系式，并以此来指计算理论都不能对这种特殊条件下的发育特征做出导实际生产¨2]。90年代至今，邓喀中教授提出了开很好的解释。因此，开展余吾煤业复合顶板高瓦斯采沉陷的结构效应：麻风海用离散元法研究了岩层厚煤层覆岩“三带”动态发育特征研究是目前矿区移动的时空过程：钱鸣高院士等揭示了长壁工作面急需解决的新课题。覆岩采动裂隙的阶段性发展规律与“O”形圈分布特l工程背景征。前

7、人的研究成果对后人理解和认识覆岩“三余吾煤业为年产600万t的现代化矿井，也是收稿日期：2015-03—13作者简介：郝军(1981一)，男，山西壶关人，工程师，从事煤矿技术管理工作。12郝军：复合顶板厚煤层综采工作面“三带”动态分布研究第24卷第5期潞安集团的支柱矿井之一。矿井目前主采煤层为39O。、49。、31。。经过计算得到三孑L的工程量均为号煤层．厚5．0O～7．25m，平均厚度5．99m，煤层为182m(斜长)，钻入顶板垂直深度均为100m。分别稳定厚煤层。顶板一般为泥岩和粉砂质泥岩，为复合在原岩状态下(工作面未回

8、采)和工作面推进过程顶板：煤层原始瓦斯含量为8．4～8．63m／t，平均中进行注水试验。8．51m／t，为高瓦斯矿井，瓦斯资源非常丰富。目3．2试验结果分析前矿井采煤方法采用综采放顶煤开采，产量稳定，但3．2．1原岩注水试验是瓦斯问题突出。对于瓦斯资源的有效抽采，必须在原岩状态下，通过采集