急倾斜特厚煤层分段开采覆岩活动规律研究-煤炭科学技术.PDFVIP

　 第４３卷第８期 煤 炭 科 学 技 术 Ｖｏｌ．４３　 Ｎｏ．８　 　 ２０１５年 ８月 Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｕｇ．　 ２０１５　 急倾斜特厚煤层分段开采覆岩活动规律研究 周　 保　 精 （中国神华能源股份有限公司 总工程师办公室，北京　 １０００１１） 摘　 要：为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段综放开采条件下的覆岩活动规律，采用相似材料模拟试 验，研究了不同水平分段开采后急倾斜煤层覆岩破坏过程、应力场变化和顶板沉陷规律。 研究表明： 覆岩的破裂经历裂隙产生、顶板离层、离层扩展、顶板垮落４ 个过程，自然垮落条件下，急倾斜煤层覆 岩垮落存在滞后性，悬顶破断可能引发顶板大面积垮落、冲击地压等动力灾害；覆岩垮落移动时，顶板 局部应力畸变，出现拉应力，底板压应力呈线性增加，直至破坏失稳；覆岩顶板离层量自下往上逐渐减 少，岩层垮落后，顶板下沉最大位置沿倾斜方向向上方转移，直至地表沉陷。 关键词：急倾斜特厚煤层；水平分段放顶煤；覆岩活动；应力场 － － － 中图分类号：ＴＤ３２５　 　 　　 文献标志码：Ａ　 　 　　 文章编号：０２５３ ２３３６（２０１５）０８ ００４５ ０５ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｓｔｒａｔａ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｌａｗ ｆｏｒ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｅａｍ ｏｆ ｓｔｅｅｐ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｕｌｔｒａ ｔｈｉｃｋ ｓｅａｍ Ｚｈｏｕ Ｂａｏｊｉｎｇ （Ｃｈｉｅｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｃｈｉｎａ Ｓｈｅｎｈｕａ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００１１，Ｃｈｉｎａ） － Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｓｔｒａｔａａｃｔｉｖｉｔｙｌａｗｕｎｄｅｒｔｈｅｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｍｉｎｉｎｇｉｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｅａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｐ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｕｌｔｒａ ｔｈｉｃｋ ｓｅａｍ，ａ ｓｉｍｉｌａｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｓｔｒａｔａ ｆａｉｌｕｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｏｏｆ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｐ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｔｈｉｃｋ ｓｅａｍ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎ ｄｅｆｅｒｅｎｔ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｅａｍ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｔｈｅｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｓｔｒａｔａｈａｄａｃｒａｃｋｉｎｇｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ，ｒｏｏｆｂｅｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｂｅｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ｒｏｏｆｆａｌｌ⁃ ｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｎａｔｕｒａｌ ｒｏｏｆ ｆａｌｌｉｎｇ，ａ ｄｅｌａｙｗａｓｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎｔｈｅｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｓｔｒａｔａｆａｌｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｐ ｉｎｃｌｉｎｅｄｔｈｉｃｋ ｓｅａｍ ａｎｄ ｔｈｅｓｕｓｐｅｎｄｅｄｒｏｏｆｂｒｅａｋｉｎｇｃｏｕｌｄｃａｕｓｅａｌａｒｇｅａｒｅａｒｏｏｆｆａｌｌｉｎｇ，ｒｏｏｆ ｓｔｒａｔａｂｕｍｐｉｎｇａｎ