揭示8.8米特厚煤层开采下的覆岩运动与应力动态演变关键技术

本篇论文深入探讨了8.8米特厚煤层开采过程中的关键问题，即覆岩运动与应力动态演化。作者以上湾煤矿12401综采工作面作为研究背景，采用相似模拟、数值模拟以及现场实测等多种科学方法，旨在揭示在如此厚煤层开采时，地表覆岩的响应以及地下应力如何随开采活动而发生变化。 首先，研究发现工作面推进过程中，煤层内部的最大和最小主应力表现出显著的集中趋势。随着开采的深入，这种集中现象加剧，最大主应力的集中程度和变化梯度明显高于最小主应力，但其峰值超前于煤壁范围的程度却小于最小主应力。这表明，在特厚煤层开采中，主应力分布对巷道稳定性有重要影响，需要特别关注。 其次，研究还揭示了采空区内的应力恢复现象。随着开采的进行，应力恢复的程度逐渐增强，最大主应力的恢复速度超过最小主应力，这意味着在采空区域，应力的释放可能对周边地层产生持续影响。 地表表现出了与矿压显现紧密相关的现象。在工作面附近，由于应力的积累和释放，地表可能会出现较大规模的裂缝，尤其是在靠近回采巷道的位置，裂缝宽度会有所减小。这提示着采矿活动对地表稳定性有着显著影响，需要采取适当的工程措施来防止裂缝的扩大和地面塌陷。 此外，论文还特别关注了基岩厚度对覆岩运动的影响。在基岩较薄的地方，覆岩运动主要表现为冒落带和裂隙带，而弯曲下沉带则随着基岩厚度的不同而变化，这表明地层条件对开采过程中的应力分布和覆岩运动模式有显著影响。 通过这一系列的研究，论文为神府东胜煤田特厚煤层资源的开发利用提供了宝贵的理论依据和技术指导，强调了在设计和实施开采策略时，必须充分考虑覆岩运动和应力动态演化的影响，以确保开采安全和资源的有效利用。未来的研究可以进一步探索更为精细的应力预测模型，以及更有效的地表控制技术，以应对特厚煤层开采带来的复杂挑战。