特厚煤层重复开采覆岩与地表移动变形规律研究

作者:胡青峰;崔希民;刘文锴;马唐敬;耿浩然 刊名:采矿与岩层控制工程学报 上传者:曹丽丽

【摘要】为研究大同矿区特厚煤层重复开采覆岩与地表沉陷问题;以塔山煤矿8103和8104工作面的地质采矿条件为工程背景;沿倾向主断面建立了二维相似材料模型;反演分析了仅开采上覆侏罗系煤层时覆岩沉陷规律、两煤层重复开采时覆岩沉陷规律、离层发育规律、煤柱群垮塌规律以及地表塌陷规律;揭示了该地质采矿条件下覆岩与地表沉陷机理;研究结果表明:采用刀柱式采煤法开采侏罗系煤层;上覆岩层未发生显著的破坏和变形;在特厚煤层重复采动影响下;覆岩以一定的角度向上垮落和裂隙发育;当侏罗系煤层采空区受到下组煤开采扰动时;采空区中煤柱群受扰损伤;支撑能力降低;导致其上覆岩层沉陷加剧;在弯曲下沉带上方形成新的导水裂缝带;覆岩沉陷呈现“四带”发育特征;结合实测数据;分析了工作面沿倾向方向地表移动变形规律;基于Origin8.0平台和概率积分法进行了二次开发;对倾向观测线上山方向实测下沉数据进行了拟合求参;获取了部分概率积分预测参数;研究结果可对大同矿区开采沉陷治理工程提供参考;

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第 2 卷第 2 期 采矿与岩层控制工程学报 Vol. 2 No. 2 2020 年 5 月 JOURNAL OF MINING AND STRATA CONTROL ENGINEERING May 2020 023021-1 胡青峰,崔希民,刘文锴,等. 特厚煤层重复开采覆岩与地表移动变形规律研究[J]. 采矿与岩层控制工程学报,2020,2( 2 ): 023021. HU Qingfeng,CUI Ximin,LIU Wenkai,et al. Law of overburden and surface movement and deformation due to mining super thick coal seam[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering,2020,2( 2 ):023021. 特厚煤层重复开采覆岩与地表移动变形规律研究 胡青峰 1,2 ,崔希民 3 ,刘文锴 1,2 ,马唐敬 4 ,耿浩然 2 ( 1. 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院,河南 焦作 454000;2. 华北水利水电大学 测绘与地理信息学院,河南 郑州 450046;3. 中国矿业大学 ( 北京 ) 地球科学与测绘工程学院,北京 100083;4. 华北水利水电大学 管理与经济学院,河南 郑州 450046 ) 摘 要:为研究大同矿区特厚煤层重复开采覆岩与地表沉陷问题,以塔山煤矿8103和8104工作 面的地质采矿条件为工程背景,沿倾向主断面建立了二维相似材料模型。反演分析了仅开采 上覆侏罗系煤层时覆岩沉陷规律、两煤层重复开采时覆岩沉陷规律、离层发育规律、煤柱群垮 塌规律以及地表塌陷规律,揭示了该地质采矿条件下覆岩与地表沉陷机理。研究结果表明:采 用刀柱式采煤法开采侏罗系煤层,上覆岩层未发生显著的破坏和变形;在特厚煤层重复采动影 响下,覆岩以一定的角度向上垮落和裂隙发育,当侏罗系煤层采空区受到下组煤开采扰动时, 采空区中煤柱群受扰损伤,支撑能力降低,导致其上覆岩层沉陷加剧,在弯曲下沉带上方形成 新的导水裂缝带,覆岩沉陷呈现“四带”发育特征。结合实测数据,分析了工作面沿倾向方向 地表移动变形规律,基于Origin 8.0平台和概率积分法进行了二次开发,对倾向观测线上山方向 实测下沉数据进行了拟合求参,获取了部分概率积分预测参数。研究结果可对大同矿区开采 沉陷治理工程提供参考。 关健词:特厚煤层;重复开采;覆岩移动变形;关键层 中图分类号:TD325 文献标志码:A 文章编号:2096-7187( 2020 )02-3021-09 Law of overburden and surface movement and deformation due to mining super thick coal seam HU Qingfeng,CUI Ximin,LIU Wenkai,MA Tangjing,GENG Haoran ( 1. School of Surveying and Landing Information Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China;2. College of Surveying and Geo-Informatics, North China Universit

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