浅埋煤层开采覆岩活动规律的相似模拟研究——以马脊梁煤矿为例

"马脊梁煤矿浅埋煤层开采覆岩活动规律的相似模拟" 本文主要研究了马脊梁煤矿在开采浅埋煤层时覆岩活动的规律，特别是在"两硬"地质条件下（即硬顶板和硬煤层）的现象。"两硬"条件下的开采对覆岩运动的影响是复杂的，因为这种地质结构会使得开采过程中的稳定性问题更加突出。通过在实验室进行的相似模拟实验，研究人员得以观察和分析实际矿井中难以直接观测的现象。 实验结果显示，当采用刀柱开采方法时，大面积的覆岩来压并非由单一因素引起，而是由多米诺效应导致的覆岩大面积切冒。这一过程开始于直接顶的垮落，然后逐渐蔓延到松散层。这个过程揭示了覆岩破坏的动态特性，对于理解矿井的安全开采至关重要。 地表下沉作为覆岩活动的直接表现，其最大下沉位置出现在地表沉陷区的中部。这意味着矿井开采对地表的影响具有明显的区域性和集中性。上覆岩层的移动主要表现为垂直位移，呈现出倒梯形的整体下沉模式，这与地质力学模型预测和实际观测相符，为预测和控制地表沉降提供了理论依据。 "两硬"浅埋煤层开采中的覆岩活动规律研究对于煤炭行业的安全开采、环境保护以及矿井设计有着重要的实践意义。通过对覆岩运动的深入理解，可以采取有效的支护措施，防止矿井灾害的发生，同时也有助于制定合理的地表沉陷控制策略，减少对周围环境和社区的影响。 关键词的含义如下： - 马脊梁煤矿：研究的具体对象，位于大同煤业集团，具有典型的浅埋煤层开采条件。 - 浅埋煤层：煤层距离地表较近，开采时覆岩压力大，对开采技术和安全要求高。 - 覆岩活动规律：研究覆岩在开采过程中的变形、垮落和移动模式。 - 两硬：指硬顶板和硬煤层，这种地质条件增加了开采难度和风险。 这项研究利用相似模拟实验揭示了"两硬"浅埋煤层开采的覆岩活动规律，为实际矿山的安全生产提供了科学依据，并为类似地质条件下的煤炭开采提供了参考。