论文摘要
为探索浅埋近距煤层开采基于三场（应力场、位移场和裂隙场）演化规律的合理煤柱错距,实现井下减压与地表减损开采,以陕北柠条塔煤矿北翼东区1-2与2-2煤层开采为背景,采用FLAC3D,UDEC数值计算、物理模拟及理论分析相结合的方法,揭示了近距煤层开采覆岩与地表应力场、位移场和裂隙场演化规律,掌握了不同区段煤柱错距对煤柱集中应力、覆岩与地表位移及裂隙演化的影响,提出了基于三场演化规律的区段煤柱错距确定方法。研究表明,近距煤层开采的裂缝集中发育和地层拉、压应力集中源于煤柱引起的非均匀沉降,上部单一煤层开采后,在底板形成煤柱高应力区、低应力区和采空区中部高应力区,为避开上、下煤柱垂直应力叠加,下煤层巷道应布置在低应力区范围内。近距煤层开采的地表拉应力场和位移场与煤柱错距存在密切联系,通过合理的煤柱错距布置,可以减缓地表下沉的"波状"幅度,减轻地表拉应力和水平变形。随两煤层煤柱错距增大,覆岩裂隙场由叠合逐渐分散,对应地裂缝逐渐减小,煤柱错距对其上部的覆岩裂隙与地裂缝起控制作用。建立了应力场-位移场-裂缝场耦合控制模型,提出了煤柱错距的计算方法,可实现减轻地应力集中和地裂缝发育的耦合控制。本研究得到实测验证,并在柠条塔煤矿后续开采布置中应用。
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文章来源
类型: 期刊论文
作者: 黄庆享,曹健,杜君武,李雄峰
关键词: 浅埋近距煤层,三场演化规律,煤柱错距,集中应力,地裂缝,保水采煤
来源: 煤炭学报 2019年03期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑
专业: 矿业工程
单位: 西安科技大学能源学院
基金: 国家自然科学基金面上资助项目(51674190)
分类号: TD823.81
DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.6035
页码: 681-689
总页数: 9
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