分层开采下分层大断面开切眼顶板稳定性评估

摘要：

为了研究分层开采下分层工作面大断面开切眼顶煤稳定性问题,以大柳塔煤矿活鸡兔井1-2煤层下分层203开切眼顶煤的14个钻孔为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场钻孔窥视分析了上分层开采与下分层开切眼掘进对开切眼顶煤塑性区的影响,并通过岩体完整性指数对顶板结构稳定性进行评价.从顶煤结构形态来看,由于上分层开采造成开切眼顶煤局部超挖或欠挖现象,开切眼的最大超挖量为1.2 m,最大欠挖量为0.8 m,顶煤不平整率为27.7％.理论分析结果表明:受上分层开切眼顶煤采动影响,底煤塑性区深度为2.02 m;受下分层开切眼掘进扰动影响,顶煤塑性区深度为1.50 m.钻孔窥视结果表明:将开切眼顶煤塑性区分别按理论计算和钻孔窥视划分为理论塑性区与实测塑性区,上分层采动影响造成的底板实测塑性区深度范围为1.06～2.04 m,下分层开切眼掘进扰动影响造成的顶煤实测塑性区深度范围为0.34～1.50 m,上分层采动影响造成的底板实测塑性区比理论塑性区平均小17.63％,下分层开切眼掘进扰动造成的顶煤实测塑性区比理论塑性区平均小25.82％.数值模拟分析结果表明:上分层采动影响造成的底煤塑性区深度范围为1～2 m,下分层开切眼掘进扰动影响造成的顶煤塑性区深度为1m.上述3者所得结果一致性程度较高.开切眼顶煤稳定性评价结果表明:顶煤完整性指数范围为42.9％～87.9％,顶煤厚度与完整性指数呈正相关,与裂隙发育呈负相关,顶煤完整性评价为良好以上的占比超过1/2,说明顶煤整体结构基本完整.该研究结果可为分层开采下分层大断面开切眼同类工矿条件的顶煤厚度留设及支护方案设计提供参考.

关键词：巷道围岩、厚煤层分层开采、大断面开切眼、顶煤稳定性、钻孔窥视、塑性区范围

所属期刊栏目：48

分类号：TD325(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金41027002

在线出版日期：2022-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：21-31