浅埋煤层下房柱式采空区近距离综采顶板安全控制技术

"该文主要探讨了在浅埋房柱式采空区下近距离煤层进行综采工作时，如何有效控制顶板，以避免覆岩大面积冲击式来压等问题，确保安全高效生产。研究结合鄂尔多斯乌兰集团石圪台煤矿3-1-2煤层综采工作面的实际案例，运用理论分析、物理模拟、数值模拟及现场实测等综合方法，深入研究了覆岩变形破坏、岩体弹性能聚集导致的冲击式来压和压架机理，以及地表移动规律与矿压的关系。提出并实施了残留煤柱爆破放顶卸压、地面钻孔注砂充填煤房和合理控制采高等一系列控制和预防措施。" 本文详细阐述了在特定地质条件下，即浅埋煤层下方存在房柱式采空区时，进行综采工作可能遇到的技术挑战。首先，作者指出覆岩大面积冲击式来压是此类开采中的一大难题，这主要是由于岩体的弹性能在开采过程中逐渐积累，可能导致突然释放，形成强烈的冲击压力，对工作面安全构成威胁。为了理解和预测这种现象，研究团队采用了多种研究手段，包括理论分析，通过数学模型推导岩体变形和应力变化的规律；物理模拟，通过实验室实验模拟实际开采过程中的力学行为；数值模拟，利用计算机软件对开采过程进行仿真计算，预测覆岩运动和矿压分布；以及现场实测，收集实际开采数据，验证和修正理论模型。 针对研究结果，作者提出了针对性的控制策略。一方面，通过残留煤柱的爆破放顶卸压，可以有效地释放部分积聚的弹性能，防止其突然爆发；另一方面，地面钻孔注砂充填煤房，旨在加固房柱区，减少地表下沉和矿压的影响；同时，合理控制采高也是关键，适当地降低采高可以在一定程度上减轻覆岩的压力，防止过度扰动导致的不稳定性。这些措施的实施，成功地在石圪台煤矿3-1-2煤层综采工作面实现了安全高效生产，验证了研究方法的有效性。 该研究对于浅埋煤层下综采工作的顶板控制提供了重要的理论支持和技术指导，具有广泛的实践意义。它不仅对类似条件下的煤矿安全生产具有指导价值，也为未来类似地质环境下的煤炭资源开采提供了可借鉴的经验和方法。