浅埋煤层群裂隙演化规律及组合承载结构载荷研究
张杰1
何义峰2
1.西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点试验室,陕西西安 7100542.西安科技大学能源学院,陕西西安 710054
摘要：浅埋煤层群高强度开采导致承载岩层破断形成组合承载结构,使覆岩裂隙分布形态复杂化,并对地表造成严重损害.为了研究浅埋煤层群开采覆岩裂隙演化规律与承载岩层承载结构关系及承载岩层保持稳定的支架工作阻力,以陕西北部神府矿区韩家湾煤矿2-2和3-1煤开采为研究背景,通过现场观测及相似模拟试验得到煤层群开采裂隙演化规律、承载岩层组合承载结构及两者相互关系,采用理论计算的方法建立了组合承载结构力学模型,研究组合承载岩层保持稳定的支架工作阻力.研究表明,煤层群开采覆岩裂隙演化过程可划分为4个阶段,分别为上煤层开采快速增长阶段、上煤层开采平稳增长阶段、下煤层开采快速增长阶段、下煤层开采稳定增长阶段;不同承载结构导致地表产生不同的裂隙演化形态及沉降特征,"台阶岩梁"结构地表产生台阶下沉,"铰接岩梁"结构地表产生连续下沉;通过地表沉降形式可间接判断上煤层承载岩层破断结构,由层间岩层充填率和采高得到了下煤层承载岩层破断结构,并揭示了浅埋煤层群开采承载岩层破断组合结构分为"台阶-铰接"结构、"铰接-铰接"结构、"铰接-台阶"结构、"台阶-台阶"结构的组合形态.由承载岩层破断组合结构建立了浅埋煤层群开采承载岩层承载结构力学模型,得到了承载岩层保持稳定支架工作阻力的计算方法,并得到了现场实测结果验证.
关键词：浅埋煤层群裂隙演化地表裂缝组合承载结构支架阻力
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51774229)国家自然科学基金(52004200)
论文发表日期：2023-09-25
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：12( 65-76 )
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