极近距离煤层刀柱采空区下长壁开采矿山压力及其控制研究

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极近距离煤层刀柱采空区下长壁开采法是指两层煤层的层间距离很近,上层煤层采用刀柱采煤法进行回采,下层煤层采用长壁采煤法进行回采。对于极近距离煤层,随着煤层间距离的减小,上下煤层间开采的相互影响程度加大。当煤层间距离很近时,受上层煤层开采的影响,下层煤层顶板将受到不同程度的损伤,使顶板结构发生变化。工作面矿山压力显现特征、支架与围岩控制关系、回采巷道的布置特点及支护方式、开采工艺和安全技术保障等均具有特殊性。特别是对于极近距离煤层的上层煤层采用刀柱式采煤法、下层煤层采用长壁式采煤法的条件下,下层煤层受到上层煤层开采的影响,下层煤层的回采工作面和巷道项板产生严重变形甚至发生破坏,极易冒、漏顶。当与上层煤层的刀柱采空区沟通时,造成工作面漏风,严重影响矿井的安全生产。由于这种情况在实际当中很少出现,目前对这方面的系统理论研究还很缺乏。王封煤矿的8号煤层采用刀柱采煤法,现在该煤层即将回采完毕。而位于8号煤层下方平均距离仅有0.75m处的9号煤层是该矿煤质最好、厚度为3.33m的煤层,为了提高9号煤层的回采率和机械化水平,延长矿井的服务年限,提出了王封煤矿极近距离煤层上层8号煤层刀柱采空区下的9号煤层长壁开采法。本文针对王封煤矿8号煤层开采的实际情况,通过井下现场调研、围岩物理力学参数试验、理论分析、Ansys软件数值模拟计算,对8号煤层顶板矿山压力及其显现、残留煤柱受力及稳定性的分析、集中载荷下底板应力传递规律和对9号煤层长壁回采时顶板的矿山压力及其显现、工作面支架支护阻力及初撑力的确定、回采巷道矿山压力控制等进行了研究,为解决类似问题的刀柱采空区下长壁开采提供了参考依据和开辟了新途径。因此,对极近距离煤层刀柱采空区下长壁开采的矿山压力及其控制研究,不仅丰富了极近距离煤层开采的理论和实践,同时,对于王封煤矿拓宽主业渠道、提高煤炭资源回收率和机械化水平有着重要的现实意义和应用价值。
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