极浅埋煤层开采应力分布与煤柱宽度研究

"极浅埋煤层采动应力及煤柱宽度留设研究" 本文主要探讨的是极浅埋煤层(约100米深度)的开采过程中遇到的采动应力分布规律及其对煤柱宽度设置的影响。西部某煤矿作为实例，通过安装应力监测系统来深入研究这一问题。在分析中，作者将采动影响区域划分为三个部分： 1. 采动轻微影响区：这是指距离工作面30米以外的区域。根据支承压力的变化趋势，此区域进一步分为降压区和稳压区。降压区意味着随着距离增加，支承压力逐渐下降；而稳压区则保持相对稳定的压力状态。 2. 采动明显影响区：位于10至30米的范围内。这个区域内的超前支承压力随距离增加而逐步降低，但仍高于原始岩石应力，表明开采活动对地层造成了显著压力变化。 3. 采动剧烈影响区：这是离煤壁10米以内的区域，特征是超前支承压力急剧增加，导致围岩发生剧烈的弹性形变。这表明在这一区域内，地层的稳定性受到极大挑战。 在侧向支承压力分布方面，监测结果显示存在两个明显的应力峰值，分别出现在距煤壁5米和9米的位置，而这两个峰值之间的7米处应力最小，这预示着顶板在5至7米范围内可能发生侧向断裂。这种现象对于预测和防止顶板事故至关重要。 为了确定合理的工作面煤柱宽度，作者结合了理论分析和数值模拟软件。最终，得出的结论是煤柱宽度应设定为15米。这一结果不仅有助于保护邻近煤层，防止过早暴露引发的地质灾害，也有助于提高煤炭开采效率，确保矿井的安全运行。 该研究对于理解极浅埋煤层开采的特殊性，以及如何在保证安全的同时优化开采设计具有重要意义。由于西部矿区的煤层通常埋藏浅、基岩薄、风积沙厚，这些特殊的地质条件使得此类研究更具针对性。通过这样的研究，可以为我国西部煤炭资源的高效、安全开发提供科学依据和技术支持。