缓倾斜多煤层开采围岩应力场及岩层运移规律研究

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针对谢桥煤矿6煤层和8煤层联合开采的特点,本文在分析工程实际和现场调研的基础上,采用理论分析、计算机数值模拟和现场实测相结合的综合研究方法,对缓倾斜多煤层开采产生的复杂应力场和位移场、岩层破坏机理及煤层间相互影响规律进行了系统深入的研究。首先分析了缓倾斜多煤层开采覆岩变形、破坏、垮落及煤层间相互影响的时空关系,计算得出谢桥矿多煤层开采冒落带与裂隙带高度;接着运用FLAC3D数值模拟软件研究了下层煤采动过程中,采场围岩应力场、覆岩运移规律及其对上部煤层的影响。再者运用弹性薄板理论研究了上部煤层开采底板应力场的传播扩散规律,分析了支承压力在煤层底板下任一点处的工程力学解,并应用岩体弹塑性力学知识计算煤层底板最大破坏深度及影响范围;并运用数值模拟软件模拟研究了多煤层采区上部煤层底板采动应力场分布规律、底板岩体变形破坏特征及其对下部煤层的影响;同时探讨了多煤层开采煤层间相互影响程度及回采巷道的合理布置方式。最后结合现场地质条件,对上部煤层开采引起的下层煤工作面压力显现特征及巷道围岩变形规律进行现场实测研究,对数值模拟结果的合理性进行验证。该研究成果为缓斜多煤层安全回采提供了理论参考,对类似条件下多煤层开采及巷道位置合理布置有一定的现实意义和参考价值。
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