厚土层下浅埋煤层开采覆岩倾向结构分区与下沉预计模型

摘要：

为探究厚土层下浅埋煤层开采的覆岩与地表下沉预计方法,以柠条塔煤矿1-2煤层开采为背景,结合理论分析与物理模拟的方法,揭示了厚土层下浅埋薄基岩煤层采场覆岩倾向结构分区及其特征,建立了分区下沉力学模型,提出了覆岩与地表下沉预计方法.研究表明:厚土层薄基岩浅埋煤层长壁开采后,沿覆岩倾向方向的垮落和移动可以分为边界煤柱顶板F形岩柱区、采空区顶板梯形垮落区和区段煤柱顶板倒梯形岩柱区,采空区顶板梯形垮落区上部基岩与土层下沉量最大,边界煤柱顶板F形岩柱区的下沉量和区段煤柱顶板倒梯形岩柱区下沉量较小.基岩关键层对上覆岩层及表土层的下沉起控制作用,土层下沉取决于基岩与土层交界面处下沉盆地的形态;通过建立分区下沉力学模型,得到了覆岩与地表下沉量曲线方程.分析得出:采空区顶板梯形垮落区上部基岩下沉量主要与采高和垮落顶板碎胀系数有关,边界煤柱顶板F形岩柱区和区段煤柱顶板倒梯形岩柱区上部的基岩下沉量主要与采高及岩柱结构分布载荷有关.物理模拟实验与理论计算得到1-2煤层开采地表最大下沉量分别为1.1 m和1.07 m,与实测最大下沉量基本相符,验证了下沉预计理论模型准确性,为厚土层下浅埋煤层采场覆岩与地表下沉预计提供了新方法.

关键词：厚土层、浅埋煤层、覆岩倾向结构、下沉力学模型

所属期刊栏目：39

分类号：TD322(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕西省自然科学基础研究计划项目;西安科技大学优秀博士学位论文培育计划项目

在线出版日期：2022-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：264-272