浅埋煤层大采高综采覆岩活动规律与安全开采

"近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律的研究主要集中在昌汉沟煤矿15105工作面，通过现场观测、理论分析和数值模拟，揭示了上覆岩层的活动特性。研究发现，工作面上方存在两个关键层，这些关键层的断裂不同步以及相互作用导致工作面周期性来压呈现出非均匀的大、小周期特点。在大周期来压期间，工作面动态荷载显著，煤壁易发生片帮和冒顶，同时地表有微弱下沉现象。该研究对于理解和预防近浅埋煤层大采高综采过程中可能出现的安全问题具有重要意义。" 在煤炭开采中，近浅埋煤层的大采高综采工作面面临着独特的地质力学挑战。这种开采方式涉及到更高的开采高度，从而对上覆岩层造成更大的扰动。覆岩活动规律的研究是确保采矿安全、优化开采工艺和预测地质灾害的关键。 1. 关键层的作用：研究指出，15105工作面上覆岩层存在两个关键层，它们在开采过程中扮演着决定性的角色。关键层的断裂状态直接影响到覆岩的稳定性，不同步的断裂可能导致岩层结构失衡，进而引发非均匀的周期性压力变化。 2. 周期来压与动态荷载：当关键层的断裂不同步时，会导致工作面周期来压的不均匀性。大的压力周期会引起明显的动态荷载，这不仅加剧了煤壁的片帮风险，还可能导致顶部岩石的冒顶，对开采作业构成直接威胁。 3. 地表下沉：由于覆岩活动的影响，地表可能会出现微弱的下沉现象。这种下沉可能会导致地面建筑物的破坏，影响地下水位，甚至引发地面塌陷等次生灾害。 4. 安全与预防措施：为了减少这些风险，研究人员必须深入理解覆岩活动规律，采取相应的支护和开采策略。例如，使用更先进的支护设备，调整开采速度以减小动态荷载，以及实时监测地表沉降，以便及时采取补救措施。 5. 数值模拟与现场观测：结合现场观测、理论分析和数值模拟，可以更准确地预测覆岩运动，为矿井设计和生产决策提供科学依据。这种方法的运用有助于提高开采效率，同时降低环境和安全风险。 6. 行业研究意义：这项研究对于近浅埋煤层的大采高综采提供了新的见解，对于推动整个煤炭行业的科技进步和安全标准提升具有重要价值。 近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律的研究不仅涉及地质力学原理，还涵盖了采矿工程的实践应用。通过深入研究，可以更好地理解覆岩动态，从而制定出更有效的开采策略和安全措施。