下保護(hù)層開(kāi)采上覆巖層采動(dòng)裂隙動(dòng)態(tài)演化與分布特征研究

摘 要：結(jié)合相似模擬試驗(yàn)研究，對(duì)平頂山煤業(yè)集團(tuán)四礦開(kāi)采下保護(hù)層后，上覆巖層的采動(dòng)裂隙動(dòng)態(tài)演化與分布特征進(jìn)行分析，得出保護(hù)層在開(kāi)采后隨著工作面的推進(jìn)頂板垮落的位置、垮落高度和裂隙的發(fā)育程度。

關(guān)鍵詞：開(kāi)采保護(hù)層；巖層變形；相似模擬；采動(dòng)裂隙

中圖分類(lèi)號(hào)：TD323 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0117-02

隨著煤礦開(kāi)采深度的不斷增加，煤和瓦斯突出成為了制約礦井安全、高效生產(chǎn)的主要因素，而開(kāi)采保護(hù)層是最有效、最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域性防突措施，也是一種主要的預(yù)防突出技術(shù)。目前，對(duì)保護(hù)層開(kāi)采技術(shù)的有關(guān)研究雖然已經(jīng)取得了一定的成果，比如砌體梁理論、關(guān)鍵層理論等，但是，由于保護(hù)層開(kāi)采后影響巖層移動(dòng)的因素有很多，物理過(guò)程也相對(duì)比較復(fù)雜，所以，目前還沒(méi)有比較完善的理論分析方法，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)又受到生產(chǎn)布局等因素的限制，因此，相似模擬試驗(yàn)成為了解決該問(wèn)題的有效手段。

1 原始條件

試驗(yàn)以平煤股份四礦庚20 -21040工作面上覆巖層的地質(zhì)條件作為試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑汀Ｆ矫核牡V的平均開(kāi)采深度為846 m，煤層傾角為6°～8°，以水平煤層方式進(jìn)行模擬。經(jīng)鑒定，平煤四礦己16-17煤層的平均厚度為4.0 m，屬于高瓦斯煤層；庚20煤層的平均厚度為2.0 m，屬于低瓦斯煤層；己16-17、庚20煤層的平均層間距為43.3 m。庚20煤層的直接頂是厚度為4 m的砂質(zhì)泥巖，底板是厚度為1.6 m的泥巖，基本頂是厚度為16 m的細(xì)砂巖，基本底是厚度為10.9 m的石灰?guī)r。

2 相似材料選擇及配比

在模擬試驗(yàn)中，相似材料的選擇非常重要。根據(jù)所模擬煤層上覆巖層的性質(zhì)，該試驗(yàn)所選用的骨料為細(xì)河砂，膠結(jié)材料為碳酸鈣和石膏，緩凝劑為四硼酸鈉（硼砂）。

模擬有代表性的巖石配比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)

3.1 模型設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

[1]程遠(yuǎn)平，俞啟香.中國(guó)煤礦區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)的發(fā)展[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2007，24（4）：383-389.

[2]劉林，程遠(yuǎn)平.礦業(yè)安全與環(huán)保[J]. 2006，33（6）：7-9.

[3]李鴻昌.礦山壓力的相似模擬試驗(yàn)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1988.

作者簡(jiǎn)介：孫歡歡（1982—），女，河南平頂山人，助教，主要從事煤礦安全技術(shù)與管理方面的教學(xué)和研究。

〔編輯：白潔〕

Abstract： This paper research on dynamic evolution and distribution characteristics about minedcrack in overburden rock stratum， basing on the simulated material models. Through the analysis， the position and height of falled roof and the development evel of mined crack are identified.

Key words： protective seam mining； seam deformation； simulated material models； mined crack

摘 要：結(jié)合相似模擬試驗(yàn)研究，對(duì)平頂山煤業(yè)集團(tuán)四礦開(kāi)采下保護(hù)層后，上覆巖層的采動(dòng)裂隙動(dòng)態(tài)演化與分布特征進(jìn)行分析，得出保護(hù)層在開(kāi)采后隨著工作面的推進(jìn)頂板垮落的位置、垮落高度和裂隙的發(fā)育程度。

關(guān)鍵詞：開(kāi)采保護(hù)層；巖層變形；相似模擬；采動(dòng)裂隙

中圖分類(lèi)號(hào)：TD323 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0117-02

隨著煤礦開(kāi)采深度的不斷增加，煤和瓦斯突出成為了制約礦井安全、高效生產(chǎn)的主要因素，而開(kāi)采保護(hù)層是最有效、最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域性防突措施，也是一種主要的預(yù)防突出技術(shù)。目前，對(duì)保護(hù)層開(kāi)采技術(shù)的有關(guān)研究雖然已經(jīng)取得了一定的成果，比如砌體梁理論、關(guān)鍵層理論等，但是，由于保護(hù)層開(kāi)采后影響巖層移動(dòng)的因素有很多，物理過(guò)程也相對(duì)比較復(fù)雜，所以，目前還沒(méi)有比較完善的理論分析方法，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)又受到生產(chǎn)布局等因素的限制，因此，相似模擬試驗(yàn)成為了解決該問(wèn)題的有效手段。

1 原始條件

試驗(yàn)以平煤股份四礦庚20 -21040工作面上覆巖層的地質(zhì)條件作為試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑汀Ｆ矫核牡V的平均開(kāi)采深度為846 m，煤層傾角為6°～8°，以水平煤層方式進(jìn)行模擬。經(jīng)鑒定，平煤四礦己16-17煤層的平均厚度為4.0 m，屬于高瓦斯煤層；庚20煤層的平均厚度為2.0 m，屬于低瓦斯煤層；己16-17、庚20煤層的平均層間距為43.3 m。庚20煤層的直接頂是厚度為4 m的砂質(zhì)泥巖，底板是厚度為1.6 m的泥巖，基本頂是厚度為16 m的細(xì)砂巖，基本底是厚度為10.9 m的石灰?guī)r。

2 相似材料選擇及配比

在模擬試驗(yàn)中，相似材料的選擇非常重要。根據(jù)所模擬煤層上覆巖層的性質(zhì)，該試驗(yàn)所選用的骨料為細(xì)河砂，膠結(jié)材料為碳酸鈣和石膏，緩凝劑為四硼酸鈉（硼砂）。

模擬有代表性的巖石配比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)

3.1 模型設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

[1]程遠(yuǎn)平，俞啟香.中國(guó)煤礦區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)的發(fā)展[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2007，24（4）：383-389.

[2]劉林，程遠(yuǎn)平.礦業(yè)安全與環(huán)保[J]. 2006，33（6）：7-9.

[3]李鴻昌.礦山壓力的相似模擬試驗(yàn)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1988.

作者簡(jiǎn)介：孫歡歡（1982—），女，河南平頂山人，助教，主要從事煤礦安全技術(shù)與管理方面的教學(xué)和研究。

〔編輯：白潔〕

Abstract： This paper research on dynamic evolution and distribution characteristics about minedcrack in overburden rock stratum， basing on the simulated material models. Through the analysis， the position and height of falled roof and the development evel of mined crack are identified.

Key words： protective seam mining； seam deformation； simulated material models； mined crack

摘 要：結(jié)合相似模擬試驗(yàn)研究，對(duì)平頂山煤業(yè)集團(tuán)四礦開(kāi)采下保護(hù)層后，上覆巖層的采動(dòng)裂隙動(dòng)態(tài)演化與分布特征進(jìn)行分析，得出保護(hù)層在開(kāi)采后隨著工作面的推進(jìn)頂板垮落的位置、垮落高度和裂隙的發(fā)育程度。

關(guān)鍵詞：開(kāi)采保護(hù)層；巖層變形；相似模擬；采動(dòng)裂隙

中圖分類(lèi)號(hào)：TD323 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0117-02

隨著煤礦開(kāi)采深度的不斷增加，煤和瓦斯突出成為了制約礦井安全、高效生產(chǎn)的主要因素，而開(kāi)采保護(hù)層是最有效、最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域性防突措施，也是一種主要的預(yù)防突出技術(shù)。目前，對(duì)保護(hù)層開(kāi)采技術(shù)的有關(guān)研究雖然已經(jīng)取得了一定的成果，比如砌體梁理論、關(guān)鍵層理論等，但是，由于保護(hù)層開(kāi)采后影響巖層移動(dòng)的因素有很多，物理過(guò)程也相對(duì)比較復(fù)雜，所以，目前還沒(méi)有比較完善的理論分析方法，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)又受到生產(chǎn)布局等因素的限制，因此，相似模擬試驗(yàn)成為了解決該問(wèn)題的有效手段。

1 原始條件

試驗(yàn)以平煤股份四礦庚20 -21040工作面上覆巖層的地質(zhì)條件作為試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑汀Ｆ矫核牡V的平均開(kāi)采深度為846 m，煤層傾角為6°～8°，以水平煤層方式進(jìn)行模擬。經(jīng)鑒定，平煤四礦己16-17煤層的平均厚度為4.0 m，屬于高瓦斯煤層；庚20煤層的平均厚度為2.0 m，屬于低瓦斯煤層；己16-17、庚20煤層的平均層間距為43.3 m。庚20煤層的直接頂是厚度為4 m的砂質(zhì)泥巖，底板是厚度為1.6 m的泥巖，基本頂是厚度為16 m的細(xì)砂巖，基本底是厚度為10.9 m的石灰?guī)r。

2 相似材料選擇及配比

在模擬試驗(yàn)中，相似材料的選擇非常重要。根據(jù)所模擬煤層上覆巖層的性質(zhì)，該試驗(yàn)所選用的骨料為細(xì)河砂，膠結(jié)材料為碳酸鈣和石膏，緩凝劑為四硼酸鈉（硼砂）。

模擬有代表性的巖石配比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)

3.1 模型設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

[1]程遠(yuǎn)平，俞啟香.中國(guó)煤礦區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)的發(fā)展[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2007，24（4）：383-389.

[2]劉林，程遠(yuǎn)平.礦業(yè)安全與環(huán)保[J]. 2006，33（6）：7-9.

[3]李鴻昌.礦山壓力的相似模擬試驗(yàn)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1988.

作者簡(jiǎn)介：孫歡歡（1982—），女，河南平頂山人，助教，主要從事煤礦安全技術(shù)與管理方面的教學(xué)和研究。

〔編輯：白潔〕

Abstract： This paper research on dynamic evolution and distribution characteristics about minedcrack in overburden rock stratum， basing on the simulated material models. Through the analysis， the position and height of falled roof and the development evel of mined crack are identified.

Key words： protective seam mining； seam deformation； simulated material models； mined crack