沟谷开采煤层覆岩破坏与矿压显现研究
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更新于2024-09-04
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"沟谷区域浅埋煤层工作面覆岩破断及矿压显现特征"
在煤矿开采过程中,沟谷区域的浅埋煤层工作面遇到的独特问题是覆岩破断和矿压显现,这在串草圪旦煤矿4104工作面尤为突出。这个特殊工况下,由于沟谷的存在,关键层的结构变得复杂,导致了非均匀分布的荷载作用于关键层,使其类似于悬臂梁的状态。关键层在这种条件下可能出现两种类型的破坏:剪断破坏和拉断破坏。
剪断破坏通常发生在沟谷坡角较大的情况下,此时覆岩关键层承受的剪切力较大,可能导致工作面覆岩沿着煤层走向发生滑移,形成滑落失稳。相反,当沟谷坡角较小,关键层更可能遭受拉应力,引发拉断破坏,表现为覆岩的回转失稳,即覆岩沿着垂直于煤层走向的方向旋转崩落。
研究发现,4104工作面的一个关键临界角度是57°。小于这个角度时,覆岩关键层以拉断破坏为主,表现为回转失稳;而大于这个角度,则转变为剪断破坏,表现为滑落失稳。这种失稳形式的转变直接影响到矿压显现的严重程度,对安全生产构成威胁。
现场监测数据显示,在过沟谷上坡段开采时,动压现象显著,矿压显现强烈,可能会导致顶板的不稳定,影响工作面的安全与效率。因此,为了降低矿压显现的程度,提高顶板控制效果,提出了一系列针对性的措施,包括但不限于优化开采顺序,加强支护设计,改善通风条件,以及利用动态监测技术实时监控覆岩状态等。
这些研究结果不仅对串草圪旦煤矿具有指导意义,也为其他类似地质条件的煤矿提供了参考。通过深入理解沟谷区域的覆岩破断机理和矿压显现规律,可以有效预防和控制矿井灾害,保障煤炭行业的安全高效生产。
2020-04-23 上传
2020-04-28 上传
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2020-05-05 上传
2020-07-08 上传
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