深部采场‘三带’高度研究——以林西矿1021-2综采工作面为例

"林西矿深部1021-2综采工作面的开采研究，通过对垮落带、裂隙带和弯曲下沉带‘三带’的高度进行划分，结合理论分析、FLAC3D数值模拟及现场观测，得出垮落带高度约10.3~12.1米，裂隙带高度约为37.6~42.2米。这些研究结果对矿井上覆岩层运移规律和深部采场安全开采具有重要指导作用。" 在煤炭开采中，煤层开采后上覆岩层的运动和变形是关注的重点。这一过程通常被划分为垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，即所谓的“三带”。垮落带是指煤层开采后立即垮塌的区域，裂隙带则是垮落带上方出现的大量裂缝区域，而弯曲下沉带则是最上方保持相对完整但发生弯曲下沉的岩层部分。准确地划分“三带”的高度对于确保煤矿开采的安全性、评估上覆岩层稳定性以及研究“三下”（建筑物下、水体下、铁路下）煤层开采的可行性至关重要。 以林西矿深部1021-2综采工作面为例，该工作面位于煤层厚度2.5米左右的12煤层，走向长度1273米，倾斜长度88米，开采深度较大。在这种地质条件下，传统的经验理论公式可能无法精确预测“三带”高度。因此，研究者采用理论分析、FLAC3D数值模拟技术以及现场观测数据相结合的方式，以提高划分精度。FLAC3D是一种流行的三维离散元软件，常用于模拟岩土工程中的力学行为，对于理解深部采场的岩层运动有显著优势。 通过上述综合方法，研究得出林西矿1021-2工作面的垮落带高度在10.3至12.1米之间，裂隙带高度在37.6至42.2米之间。这些数值为后续的矿井设计和安全作业提供了理论依据，同时对于类似地质条件的其他深部采场，也具有重要的参考价值。 此外，该研究还对深部采场的上行开采可行性进行了探讨。上行开采是指自下而上的开采顺序，旨在减少对上覆岩层的压力，从而降低开采风险。对于林西矿而言，准确的“三带”高度数据对于制定上行开采策略至关重要，因为它直接影响到矿井的长期稳定性和安全性。 总结来说，林西矿深部采场“三带”高度划分的研究不仅加深了对深部矿井岩层运动规律的理解，也为类似地质条件下的矿产资源开发提供了实用的技术指导，对保障煤矿安全生产具有深远意义。通过科学的理论分析和先进的数值模拟手段，可以更准确地预测和控制开采过程中的岩层动态，从而优化开采策略，确保矿山的可持续发展。