中兴矿近距离煤层上覆岩层移动规律研究

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1、第25卷第2期矿业工程研究V01．25No．22010年6月MineralEngineeringResearchJun．2010中兴矿近距离煤层上覆岩层移动规律研究蔡光顺，左建平t，李毅2闰万俊2，李生亚2，于洋(1．中国矿业大学dE京)力学与建筑工程学院。北京100083；2．汾西矿业_中兴煤业公司．山西~0462o4)摘要：应用新型多点位移计。以中兴矿3211工作面为现场。监测了近距离煤层顶板近20m范围内覆岩移动规律．通过现场监测获得了大量覆岩移动数据和同孔不同深度覆岩相对沉降变化量，以及同一深度不同孔岩层的相对沉降量．通过对监测数据的分析，得到了中兴矿周期性跨落步距．

2、综合运用组合岩梁理论和关键层理论等对顶板岩层“三带”进行了划分，获得中兴矿的跨落高度大约为采高的2—4倍。这为中兴矿近距离条件下巷道布置及支护技术提供了依据．关键词：近距离煤层：多点位移计．覆岩移动垮落步距：“三带”划分中图分类号：TD325文献标识码：A文章编号：1674—5876(2010)02—0001—04随着我国煤炭资源持续的高强集约开采，浅部煤炭定性等诸多因素使得数值模拟只能作为一种辅助研资源日益减少煤矿开采深度由最初200—300m逐步发展究手段．作者以中兴矿煤层3211工作面为研究对到700800m,~分煤矿开采深度已超过1O00m~由于象，在其材料巷和运输巷

3、顶板处对称布置了5对深煤炭开采逐渐朝深部发展，造成地质条件不断恶化、地20m的监测孔，钻孔内每隔2m布置一个测点，每空内应力增大、破碎岩体增多、涌水量加大、地温升高，导致合计l0个测点经过近一个多月的现场监测获得了大作业环境恶化、巷道维护困难，地质灾害增多、成本提量深部岩层移动变化数据．通过对现场监测数据的分高、安全难于保证等一系列问题，为深部资源的开采提析，加深了对深部裂隙覆岩移动规律的认识，并获得了出了严峻的挑战t3--砌．煤矿的开采实践表明，在浅部表现一些新的结论．为普通坚硬的岩石，在深部可能表现出软岩特性，如大1中兴矿3211工作面概况变形、大地压、难支护等【“；浅部

4、原岩体大多处于弹性应力状态，而进入深部后则可能处于“潜塑性”状态，即本文以中兴矿2煤层3211工作面为研究对象．由各向不等压的原岩应力引起的压、剪应力超过岩石中兴矿井田位于山西省交城县岭底乡郭家庄以北至的屈服强度，造成岩石的潜在破坏状态．目前，国内外很柏崖头、光足上以南．井田东西长5．5km，南北宽4．0km，多学者对浅部条件的开采方法及覆岩移动规律进行面积l9．86km．井田地理坐标为：北纬37。3718”一了大量的研究【l31，而对深部开采条件下的覆岩移动规37。3929”，东经l12。0427”一112。0812．该工作面采用律研究较少，或者只是针对顶板覆岩移动规律进行

5、的长壁式采煤法，走向可采长度1544m，倾斜长度研究也大多也只是对顶板的38m范围内的覆岩进180m．321l工作面所采煤层为煤，1煤1．7m左右，行了现场监测，并且只布置了2个点监测点，这并不能321l工作面煤厚1．22．2In，平均厚1．7In．由于其局很好的反应出顶板的移动规律．尽管数值方法也是进部与1煤层间距仅为O．8171，故对l煤与2煤层间距行覆岩移动规律研究的常用方法，但由于参数的不确在1．0m以内时进行联采，属于近距离煤层．中厚煤层收稿日期：2O1o_o4—25基金项目：国家自然科学基金重大项目(5083~国家重点基础研究发展计划计划教育部新世纪优秀人才支持计

6、划(NCET-1O-o726)：霍英东教育基金会．资5助)；(121O51)；北京市优秀人才培养资(97助3项目()2(02o091D0COBl3703o210o0o20)o；37)和中央高校基本科研业务费资助项目联合资助通信作者：蔡光顺(1963一)，男，湖北武汉人，博士生，高级工程师。研究方向：采矿工程．E—mail：zjp@cumtb．edu．cn结构简单，有时煤层上部含1-2层夹矸，井田内大部分33211工作面裂隙覆岩移动规律及分析稳定可采，本工作面煤层倾角为010。，平均6。．3211从2009年9月21日到2009年10月22日，项目工作面煤层柱状图如图1及工作面

7、见图2所示．组对监测点进行了监测和分析．以下对具有代表性的1黑色页测孔监测数据进行分析．0．41nR1．0i：蓐早21．0中粒砂。O．．．：．·．8砂质页1．黑L"eft2．3(4+5)．．图3工作面测点布置示意图2．0一黑色岩Fig．3Schematicdiaamofmeasureportionaroundworkdingrice1．45三采轨道65图13211工作面煤层柱状图4Fig．1ColumnarsectionofcoalsealiIin3211workingface3-1一2：9—249—2