中远距离煤层群保护层多次开采卸压效果研究
张夏彭1
王凯2
周爱桃2
易克全2
李泽凡2
王柯嘉2
1.山西新景矿煤业有限责任公司,山西 阳泉 0450002.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京 100083
摘要：针对复杂条件下中远距离煤层群保护层开采效果不明确的问题,以山西新景矿煤层群开采为工程背景,采用数值模拟与物理相似模拟相结合的方法,研究下行开采顺序下中远距离煤层群的多次卸压效果,分析被保护层采动应力和移动变形的演化规律,并通过现场试验验证保护层开采的卸压效果.数值模拟结果表明:8#、9#、15#煤层的工作面推进至 110 m时,工作面前方煤体的应力集中系数分别为 0.36、0.25、1.30;3#煤层开采完毕后下方 8#、9#煤层的最大膨胀变形量分别为 165.4、57.8 mm,9#煤层开采完毕后下方 15#煤层的最大膨胀变形量仅为 11.4 mm.相似模拟试验结果显示:当工作面推进至 190 m时,8#、9#、15#煤层前方的应力集中系数分别为0.90、0.84、1.14,煤层群保护层多次开采引发的叠加卸压效应使覆岩层位移场出现明显叠加变化,3#煤层顶板最大下沉量由一次采动时的 0.51 m增加至三次采动时的 1.16 m.数值模拟和相似模拟均表明:在下行开采过程中,保护层 3#与 8#煤层的开采对下部被保护层产生了显著的卸压效应,而 15#煤层基本不受上部 3#、8#、9#煤层多次采动卸压的影响.现场考察试验结果显示:3109 工作面开采后,8#、9#煤层的最大卸压比分别达到 35.65%和 21.59%,对应的最大相对膨胀变形量分别为 10.31‰和 5.73‰.
关键词：中远距离煤层群保护层开采多次采动叠加卸压下行开采
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52130409)国家自然科学基金(52121003)
论文发表日期：2025-05-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 100-113 )
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