浅埋薄基岩高压开采下的压架事故机理解析

本文主要探讨了浅埋深薄基岩高强度开采工作面的压架机理问题。随着煤炭工业的发展，浅埋深的开采条件越来越普遍，这对支撑系统的稳定性和安全性提出了严峻挑战。在浅埋煤层中，由于地质条件复杂，特别是当基岩较薄时，开采过程中可能会引发一系列的压架事故，严重影响矿工安全和生产效率。 作者采用数值模拟和理论分析相结合的方法，深入剖析了工作面推进过程中覆岩的破坏过程。他们发现，不同岩性的工作面中，应力分布呈现出显著差异，这导致各岩层的破断和冒落条件也有所不同。在压架事故的发生过程中，一个关键的因素是覆岩中的上行裂隙和下行裂隙同时发育并贯穿，形成裂隙网络，这为顶板的破裂和大规模垮落提供了通道。 另外，研究还指出，覆岩载荷传递因子的变化、基本顶（煤层上方稳定的岩石）在破断岩块后的切割落下、地面厚实的风积沙层以及水沙对破断岩块运动形态的影响，都是诱发压架事故的重要因素。其中，当采高增加而破断岩块长度减小时，基本顶的结构更容易表现为单关键块，即只有一个关键点支持整个顶部，这使得结构稳定性大大降低，增加了发生切落和压架事故的可能性。 通过对乌兰木伦煤矿31402工作面的具体案例分析，研究人员进一步证实了这些理论发现。他们强调了在设计和管理此类工作面时，必须充分考虑这些动态地质条件，并采取相应的工程技术措施，如优化支护系统、实施有效的地表控制和排水措施，以减少压架事故的发生。 浅埋深薄基岩高强度开采工作面的压架机理研究对于保障矿山安全、提高开采效率具有重要意义，它提醒我们不仅需要深入理解地质力学原理，还要结合实际工程实践，不断探索和改进矿产开采技术，以应对不断变化的开采环境。