浅埋深近距离煤层巷道矿压及运动规律研究

"该研究旨在解决浅埋深近距离煤层下位工作面外错巷道矿压显现强烈的问题，通过现场实测、理论分析和数值模拟等方法，深入探讨了巷道与工作面的矿压显现规律。研究发现，外错巷道受到严重的塑性破坏，最大片帮深度达到3米，伴有煤块崩落，存在重大安全风险，这主要是因为巷道位于煤柱应力集中区域，并承受了煤柱附近基本顶离层的荷载。相反，内错巷道的矿压显现较不显著，其位置在基本顶离层下方。此外，12.77米的砂质泥岩直接顶能够有效地充填工作面采空区，从而缓解工作面的矿压显现。" 在煤炭开采中，近距离煤层的开采是一项复杂的技术挑战，尤其是当矿层埋藏深度较浅时。研究中的“浅埋深近距离煤层”指的是相邻煤层间距较小，且开采层位于地表较近的位置。这样的条件会引发一系列独特的地质力学问题，如强烈的矿压显现和覆岩运动。 “应力集中”是本研究关注的关键现象，它通常发生在煤柱或开采边界处。当巷道穿过这些区域时，由于应力分布的不均匀，会导致围岩的塑性破坏加剧，形成片帮和冒顶，这对巷道稳定性和安全生产构成威胁。外错巷道位于煤柱的应力集中区，因此遭受了严重的矿压影响。 “矿压显现”是采矿工程中一个重要的概念，指开采过程中，由于地下压力释放导致的岩石移动和变形。研究发现，内错巷道的矿压显现相对较轻，可能是因为它们位于基本顶离层之下，受煤柱应力影响较小。这种差异化的矿压显现对于优化巷道布置和支护策略具有指导意义。 “内错巷道”和“外错巷道”是开采设计中的两种不同布置方式，它们的矿压显现差异揭示了巷道位置对其稳定性的影响。内错巷道位于煤层的另一侧，避开了煤柱的直接影响，而外错巷道则直接受到煤柱应力的影响。 “12.77m的砂质泥岩直接顶”是指覆盖在工作面上方的一层厚度为12.77米的砂质泥岩。研究指出，这种岩石层可以作为自然的充填材料，填充采空区，有助于减轻工作面的矿压，防止地表沉降和矿井水灾等次生灾害的发生。 对浅埋深近距离煤层矿压及覆岩运动规律的研究，不仅揭示了矿压显现的机理，也为煤矿安全开采提供了科学依据。通过合理设计巷道布局，利用自然充填材料以及有效的支护技术，可以降低安全隐患，提高煤炭开采的经济效益和安全性。