下保护层开采对上覆工作面矿压显现的影响研究 .pdfVIP

学兔兔 201 1年第9期 煤 炭 工 程 下保护层开采对上覆工作面矿压 显现的影响研究 袁本庆，涂 敏，彭永贵，刘宗亮 (安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南 232001) 摘 要：依据淮南矿区顾桥矿下保护层的地质和开采技术条件，采用计算机数值模拟 (FLAC5．0 )系统和现场工程实践相结合的方法，对保护层开采后被保护层在增压区、卸压区矿 压显现规律异同进行了研究。研究结果表明：充分采动后卸压区内被保护层垂直、水平应力集中 系数降低为0．31和0．34，而增压区应力集中系数最大为1．68和1．55，卸压区被保护层顸板破 坏程度较增压区大。工程实践结果表明，被保护工作面增压区的周期来压步距是卸压区1．6倍， 巷道围岩变形量比卸压区小。 关键词：下保护层开采；应力集中；矿压显现；周期来压步距 中图分类号：TD323 文献标识码：A 文章编号：1671—0959(201 1)09—0087-04 大量的研究和实践充分表明，保护层开采是预防煤与 垂直方向为200m。模型左、右及底边边界设置为固定边 瓦斯突出最有效、最经济的区域性防治技术措施。但下保 界，顶边界为应力边界，施加17．5MPa的垂直载荷。模拟 护层的开采必然会导致上覆岩层的下沉、移动、变形，在 采用Mohr—Coulomb屈服准则模拟岩体破坏、应力和位移 不同位置形成不同程度的卸压区和增压区，导致上煤层开 变化。岩层部分参数见表1。沿工作面走向的数值计算模型 采时矿压显现程度发生变化。文章针对淮南矿区顾桥矿11 如图2所示。 — 2煤保护层开采后上覆13—1煤层工作面在增压区和卸压 区的矿压显现程度的异同进行分析比较，对被保护层综采 ， I 』 I l J l j j 、 、 停采线 11|7(3 切眼 工作面的安全高效开采具有一定的指导意义。 顾桥矿1117(1)综采工作面作为保护层首先开采，正 推进方向 上方的1117(3)面在2年后开采，1117(3)工作面切眼位于 停警、1 …。、 …1l17(1)切眼 1117(1)工作面切眼外错90m处，垂直距离65m，其空问位 置关系如图1所示。 4o I 200m l 90m 、 40m 图2 数值计算模型 表1 模拟模型的岩层参数 图1 1117(1)和1117(3)工作面位置关系图 1 数值模拟 1．1 模型建立及参数选取 依据两工作面地质条件，模型选取水平方向为400m， 1．2 模拟结果分析 收稿日期：2010—09—08 作者简介：袁本庆(1986～)，男，山东曹县人，2009年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，现主要从事矿山压力与岩 层控制方面研究。 87 学兔兔 煤 炭