近距离多煤层下行重复采动覆岩变形与裂隙演化特征研究

TD325; 随着地壳浅部易采煤炭资源的逐渐枯竭,复杂地质条件下的多煤层开采将成为新常态.由于多煤层开采对上覆岩体造成极大的重复扰动,导致覆岩的垮落、移动与裂隙演化规律相较于单一煤层开采更加复杂.为了研究多煤层下行重复采动条件下覆岩变形与裂隙演化特征,本文以陕北神府矿区张家峁煤矿 4-2 煤层、4-3 煤层、4-4 煤层、5-2 煤层开采为研究对象,进行了几何相似比 1∶100的相似模型试验和UDEC数值模拟研究.张家峁煤矿四层煤层下行重复采动物理相似模拟和数值模拟分析结果表明,周期来压步距随下行开采呈逐渐减小的规律,冒落带高度与煤层厚度正相关,4-2 煤层开采后导水裂隙带贯穿至地表,4-3...

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Published in中国矿业 Vol. 33; no. 5; pp. 152 - 163
Main Authors 张金贵, 姬中奎, 呼少平, 王海, 胡俭, 韩强, 杨帆
Format Magazine Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083%中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077%陕煤集团神木张家峁矿业有限公司,陕西 神木 719300 01.05.2024
Subjects
scale model test
关键层
多煤层
相似模型
重复采动
water conducting crack zone
导水裂隙带
key stratum
multi-coal seam
repetitive mining
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ISSN1004-4051
DOI10.12075/j.issn.1004-4051.20230957

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Summary:TD325; 随着地壳浅部易采煤炭资源的逐渐枯竭,复杂地质条件下的多煤层开采将成为新常态.由于多煤层开采对上覆岩体造成极大的重复扰动,导致覆岩的垮落、移动与裂隙演化规律相较于单一煤层开采更加复杂.为了研究多煤层下行重复采动条件下覆岩变形与裂隙演化特征,本文以陕北神府矿区张家峁煤矿 4-2 煤层、4-3 煤层、4-4 煤层、5-2 煤层开采为研究对象,进行了几何相似比 1∶100的相似模型试验和UDEC数值模拟研究.张家峁煤矿四层煤层下行重复采动物理相似模拟和数值模拟分析结果表明,周期来压步距随下行开采呈逐渐减小的规律,冒落带高度与煤层厚度正相关,4-2 煤层开采后导水裂隙带贯穿至地表,4-3 煤层、4-4 煤层、5-2 煤层开采结束后,导水裂隙带均贯穿层间覆岩.顶板围岩在反复拉伸、挤压作用下,破碎程度逐渐增大,且多为未闭合裂隙.研究结果可以为多煤层开采条件下的顶板管理和开采设计提供理论层面的参考和指导.
ISSN:1004-4051
DOI:10.12075/j.issn.1004-4051.20230957