郭家河煤矿综放开采高位厚硬岩层移动破坏规律研究

摘要

麟游矿区是黄陇煤炭基地的又一个待开发的大型矿区，郭家河煤矿是麟游矿区己投入生产的主要矿井，该煤矿煤层埋藏深、开采厚度较大，在煤层上方94.93m和309.69m位置赋存有两层厚度约30m的坚硬砂岩，该岩层属于高位厚硬岩层，其对采场矿压显现和地表移动变形起主要控制作用。现场生产实践表明：高位厚硬岩层破断后容易引起覆岩大面积运移，造成工作面强矿压现象，严重威胁了矿井生产和人员生命安全，因此开展郭家河煤矿高位厚硬岩层移动破坏规律的研究，对麟游矿区煤炭资源的安全高效开采具有重要指导意义。 论文以郭家河煤矿为研究对象，在分析工作面覆岩岩性特征的基础上，运用关键层理论判别出覆岩中坚硬岩层的层位，结合高位厚硬岩层的定义，距离煤层顶板94.93m的亚关键层5与距煤层顶板309.69m的主关键层均为高位厚硬岩层；物理材料相似模拟实验表明：亚关键层5是采场覆岩结构稳定的主要控制岩层，在该亚关键层上方存在高位承载结构；UDEC数值模拟结果表明：亚关键层5的极限跨距与区段煤柱控制覆岩的范围均与区段煤柱尺寸成线性关系，当区段煤柱尺寸不同时，覆岩高位结构的存在形式也不相同；应用薄板理论建立了高位厚硬岩层破断的力学模型，分析了高位厚硬岩层的破断形式、破断条件以及区段煤柱对高位厚硬岩层破断距的影响，得出了郭家河煤矿高位厚硬岩层移动破坏规律。论文研究成果对郭家河煤矿乃至麟游矿区相同地质条件矿井工作面矿压和地表沉陷问题的研究具有重要的指导意义。

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