房柱式采空區(qū)下綜采工作面頂板動壓災害防治技術研究.pdf

1、隨著煤炭的持續(xù)開采，我國多個礦區(qū)（如神東）大量井田逐年進入下組煤開采，高強度綜采常常引發(fā)上覆采空區(qū)頂板及殘留煤柱的突然失穩(wěn)，引起頂板動壓災害。針對這種情況，需要提出相應的頂板災害預測方法與控制技術來解決這類礦壓災害。
　　論文以陜西省工業(yè)攻關項目《淺埋小窯采空區(qū)下綜采煤層頂板災害風險評價與預控技術研究》(2016GY-161)為依托，以神東礦區(qū)韓家灣煤礦3-1煤開采為例，針對其上覆2-2煤房柱式開采殘留的Wongawilli條帶煤

2、柱對現(xiàn)有工作面的影響，綜合運用理論計算、現(xiàn)場礦壓觀測、對比分析、微震監(jiān)測、數(shù)值模擬等手段進行研究，取得如下成果:
　　(1)通過研究淺埋近距離煤層下行開采的覆巖結(jié)構(gòu)模型及其失穩(wěn)特征，分析了頂板動壓災害形成條件，探討其發(fā)生機理，認為頂板動壓災害由煤柱上方關鍵層的破斷回轉(zhuǎn)造成。結(jié)合關鍵層理論，針對兩煤層間不同賦存數(shù)量的關鍵層，分別計算淺埋近距離煤層下行安全開采的煤層間距臨界值，可以有效判別是否發(fā)生頂板動壓災害。
　　(2)通過理

3、論計算和礦壓觀測手段，分析不同覆巖結(jié)構(gòu)條件下綜采工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，得到其礦壓顯現(xiàn)差異。研究發(fā)現(xiàn):淺埋近距離煤層下行開采時來壓明顯，周期來壓期間來壓達到額定工作阻力80％左右，支架阻力剩余量小。工作面整體來壓步距不均勻，大小差異很大，這與上覆巖層基本頂周期性斷裂有關。工作面的整體周期來壓步距不大，開采期間來壓整體強度較高，來壓活動頻繁，基本持續(xù)整個開采過程，很容易發(fā)生頂板動壓災害。
　　(3)簡要介紹了目前國內(nèi)淺埋近距離煤層下行

4、開采頂板動壓災害防治措施，分析存在的不足，提出預先松動爆破煤柱技術防治頂板動壓災害技術，為該類災害的防治提供了新的技術思路。
　　(4)通過微震監(jiān)測和礦壓監(jiān)測等手段對預先松動爆破煤柱防治頂板動壓災害技術的效果進行分析，結(jié)果表明爆破煤柱可以大大降低煤柱區(qū)域的應力集中。煤柱被爆破后，上覆巖層在荷載作用下由簡單的屈服變形變成完全垮落，上覆巖層發(fā)生下沉，應力集中區(qū)域向煤柱下方深部巖體轉(zhuǎn)移。
　　該研究不僅可以解決陜北礦業(yè)公司韓家灣煤