赵固一矿分层开采覆岩移动规律与安全煤岩柱研究

"赵固一矿11011工作面的地质条件与开采技术研究" 在赵固一矿11011工作面的地质环境中，存在一个独特的地层结构，即基岩薄且松散层厚。基岩厚度变化较大，从13.87米到95.54米不等，平均厚度为44.81米。而上覆的松散层则更为显著，厚度范围在384.25米到518.85米之间，平均厚度达到了453米。主采的二1煤层具有稳定的厚度，从4.06米至6.69米，平均厚度6.15米，煤层近乎水平。 为了研究这一特殊地质条件下的开采影响，研究人员利用FLAC3D三维有限元软件构建了数值模拟模型。模型的尺寸设定为600米长、200米宽、200米高，模拟了基岩50米的厚度和松散层480米的厚度。模型中的煤层被分为上分层3.5米和下分层2.5米，同时考虑了松散层顶部的部分重量施加在模型上部边界的影响。煤岩体的物理力学参数如表1所示，这些参数对于理解岩层行为和预测开采后的运动规律至关重要。 通过数值模拟，研究者能够分析采空区上覆岩层的冒落带和裂隙带高度，从而确定了安全的防水煤岩柱尺寸和合理的安全开采厚度。工业性实验验证了这种模拟方法的合理性，确保了开采过程的安全性。 此外，对于干河矿的情况，文中也进行了讨论。干河矿2#煤层的单轴抗压强度为14.54MPa，顶板岩层强度较低，伴有裂隙，对支护造成一定困难。开采区域的构造应力场为主导，最大水平主应力和最小水平主应力之间的差异大，导致巷道变形有明显的方向性。基于地质力学测试和数值模拟，确定了1021临空巷道的煤柱尺寸为25米。 针对干河矿的支护问题，提出了高预应力支护技术。该技术包括改进支护材料，研发新型托板以匹配锚杆锚索，引入调心球垫优化受力状态，以及采用单体锚杆配合W钢护板，增强支护强度和表面积，提高锚杆锚索的预紧力，以实现主动支护。实践证明，1021巷采用这种高预应力支护技术不仅解决了支护难题，还提高了掘进速度，实现了快速安全的支护效果。 参考文献： [1] 李建波，汪占领，李中伟.迎采动条件下巷道群强力锚杆支护技术［J］.煤炭技术，2015，34（12）:54-56. [2] 康红普，王金华，等.煤巷锚杆支护理论与成套技术.