宁东煤田覆沙层下大采高工作面覆岩运移与灾害防控研究

本文主要探讨了在覆沙层下进行大采高开采工作面的覆岩运移规律。大采高开采作为提升煤炭资源回收率和实现矿井高产高效的重要途径，其背后隐藏着巨大的挑战，尤其是对工作面覆岩稳定性的影响。作者以宁东煤田特有的覆沙层下的厚煤层为研究背景，采用了相似模拟方法，并结合多套监测设备，从模拟现象和力源两方面深入剖析了大采高工作面覆岩运动、下沉以及垮落的特性。 研究发现，大采高工作面初次来压步距较大，意味着在初期阶段，由于开采活动引发的压力传递相对较慢，但一旦支架承受带压移架，可能会导致直接顶和老顶的突然垮塌，这不仅增加了安全风险，也对支护系统提出了更高的要求。同时，地表延伸的裂隙表现出潜在威胁，它们可能导致地表覆沙层发生弯曲，甚至可能侵入到工作面，对地面稳定性构成威胁。 在开采过程中，模型显示出明显的动力学效应，即工作面的强烈来压伴随着显著的支架动载现象，表明支架系统需要承受巨大的动态压力。此外，开采结束后的塌陷模式呈现出显著特征，形成了6条贯穿至地表并与工作面推进方向成60°的垮落裂缝，这显示了覆盖层的破裂方式和路径。 值得注意的是，模型内部的岩层下沉趋势与工作面推进紧密相关，呈现出典型的U字型下沉模式，这意味着随着开采深度的增加，覆岩下沉范围会持续扩大。这对设计合理的开采计划、支护策略以及地表管理都提出了重要的指导意义。 本研究通过对覆沙层下大采高工作面覆岩运移的深入分析，揭示了其特有的动力学行为和地质过程，这对于优化开采技术、预防灾害以及保障矿井安全具有重要的实际应用价值。对于矿产行业的管理者和工程师而言，理解和掌握这些运移规律是提升矿井开采效率和确保安全生产的关键。