大倾角煤层长壁开采覆岩动态特性与安全策略研究

本文主要探讨了大倾角煤层长壁开采过程中覆岩空间活动的复杂规律，这对于保障工作面的安全开采具有重要意义。研究者通过现场实测、数值模拟以及相似材料模拟的方法，对大倾角煤层的直接顶、基本顶和高位岩层的变形、破坏和运移进行了深入分析。 首先，研究发现，在大倾角煤层的走向长壁机械化开采中，倾斜方向上的采场顶板，无论是低位岩层还是高位岩层，都表现出非对称的力学特性。这说明在开采过程中，不同层次的岩层受力不均匀，可能会导致应力集中和不稳定。 其次，沿着工作面倾斜方向，尤其是中、上部区域，明显的“三带”现象得以显现，这里的岩层结构更为复杂，且“三带”形成的高度较高，反映了顶板岩层的分带性和周期性变化。然而，在下部区域，由于地质条件差异，顶板岩层往往缺乏明显的“三带”特征，或者即使存在，形成的层位也较低且完整性较差。 进一步地，当进行多区段、多煤层的开采时，上覆岩层的影响显著超过单个煤层，其作用力可能会对工作面造成冲击性的效应，增加了开采过程中的不确定性和风险。这种情况下，理解并掌握上覆岩层的动态响应是确保开采安全的关键。 研究者揭示了大倾角煤层长壁开采中覆岩空间活动的规律，包括岩层的力学特性、顶板结构的动态演变以及多因素作用下的复杂性。这些发现对于优化开采设计、预防和控制顶板事故、保障矿工安全具有重要的实践指导意义。同时，这项研究也拓宽了我们对复杂地质条件下煤矿开采技术的理解，推动了行业安全标准的提升和技术创新。