急傾斜煤層走向壁式開采基本頂垮落規(guī)律研究.pdf

1、長期以來，我國一直將45°以上的煤層定義為急傾斜煤層。由于我國煤炭資源儲量分布的嚴重不均勻性，在青海、新疆、甘肅等邊遠地區(qū)和四川、海南、貴州、福建等南方缺煤地區(qū)急傾斜煤層的儲量和產量占有相當?shù)谋戎?，對這些省區(qū)的經濟發(fā)展有重要作用。在西南地區(qū)，急傾斜煤層已形成相當?shù)拈_采規(guī)模，許多礦區(qū)主采煤層為急傾斜煤層，急傾斜煤層儲量約占西南地區(qū)煤層儲量的70％，產量約占50％。
　　 本論文針對急傾斜煤層賦存的具體實際，運用理論分析與相似模擬實

2、驗相結合的方法，對采用走向壁式采煤法開采時基本頂?shù)钠茢嘁?guī)律進行了一些基礎性的研究，得到了一些有益的結論。
　　 (1)對基本頂在空間的實際存在狀態(tài)及其受力情況進行了分析，并且依據(jù)彈性薄板理論建立了基本頂?shù)谋“迥Ｐ停瑢⒒卷敵醮慰迓淝耙暈樗倪吂讨У谋“迥Ｐ?，周期垮落時視為三邊固支一邊簡支的薄板模型，并且視急傾斜煤層頂板巖層材質為均勻、連續(xù)、各向同性的。經計算分析，急傾斜煤層基本頂?shù)钠茢嗍乔Х€(wěn)主導下的拉裂破斷，初次破斷和周期破斷

3、特征均為巖板沿著基本項層面傾向方向的水平中心線發(fā)生開口朝向采空區(qū)的拉裂破斷，上下兩固支端附近發(fā)生裂縫開口背向采空區(qū)側的拉裂破壞。同時給出了基本頂初次垮落步距和周期垮落步距計算公式，建立了基本頂初次垮落和周期垮落屈曲與破斷的基本準則。
　　 (2)以潞安集團潞寧大漢溝煤礦急傾斜煤層為原型進行了相似模擬實驗。實驗得出，當煤層頂板為薄板時，基本頂表現(xiàn)為板的拉裂破斷特征，巖板以板的中上部平行于上下板邊的直線為界首先彎曲，產生微小裂縫，微

4、小裂縫逐漸擴張，最終巖板朝向采空區(qū)破斷為上下兩部分，破斷部位開口方向朝向采空區(qū)，同時巖板上下兩固支端附近也產生背向采空區(qū)的裂縫。這驗證了理論分析基本頂破斷特征的正確性。同時得出，基本頂?shù)钠茢嗖]有直達采煤工作面，而是與工作面保持一定的距離，與底板的接觸呈“>”形逐漸減少。對比了理論分析與相似模擬實驗方法關于基本項破斷特征的結論，兩者結論相仿，但由于對原型的處理不同，基本頂?shù)钠茢嗖课淮嬖谝欢ǖ牟町悺?br>　　 (3)由相似模擬實驗，急