浅埋近距离一侧采空煤柱下切眼位置对推出煤柱压架灾害的影响规律_图文

1、 2028 岩石力学与工程学报 2014 年 开切眼，dm = 50 m 出煤柱前 6 m (d 方案 4 出煤柱 4 m 图 11 各方案模拟试验结果 Fig.11 Results of simulation experiment of every project 而当在煤层间增加一层关键层时(方案 3，在与 方案 1 相同的切眼布置条件下，工作面却未出现压 架，如图 11(c所示。当工作面推出煤柱边界 10 m 时，由于煤层间关键层 2 仍未发生破断，工作面无 来压现象；直至工作面推出煤柱边界 15 m 时，关 键层 2 才发生了初次破断，同时导致关键层 1 随之 发生破断回转；但由于此时

2、煤柱已进入后方采空区， 关键块体的回转只能作用于冒落矸石之上，对工作 面已无明显影响， 从而最终未有压架的发生。 因此， 该方案属于 B 类 II 型的开采类型。而在方案 3 的基 础上，将工作面切眼更深入煤柱内部布置，使 dm 加 大到 50 m 时(方案 4，出煤柱时即出现了压架，如 图 11(d所示。由于切眼布置位置距煤柱边界较远， 煤层间关键层 2 在工作面出煤柱前 6 m 即已发生了 初次破断，从而在出煤柱时处于周期破断状态；此 时由于关键层 1 的悬露长度已经很长，它的突然破 断直接导致关键层 2 破断块体的铰接结构发生滑落 失稳，最终造成压架。此方案即属于 B 类 III 型的

3、开采类型。 若将切眼位置进一步深入煤柱内部时，此时将 对应于 A 类 III 型和 B 类 IV 型的开采类型；由于这 效生产，如何确保煤柱上方关键层在工作面出煤柱 时不发生破断或其破断块体的回转对支架不产生影 响，是控制此类压架灾害的关键。 (2 上下煤层间有无关键层以及下煤层切眼在 一侧采空煤柱下的布置位置是影响煤柱上方关键层 破断运动形式及压架发生的两大关键因素。煤层间 存在关键层、切眼距离煤柱边界越近，出煤柱的开 采越安全。据此按照煤层间有无关键层，针对切眼 的不同布置位置，将出一侧采空煤柱的开采划分为 2 类 7 种，并对照此分类将石圪台煤矿 4 个工作面 出一侧采空煤柱的开采进行了

4、归类和验证。 (3 结合一侧采空煤柱下切眼位置对压架灾害 的影响规律，提出了以合理确定下煤层切眼位置为 思路的压架灾害防治对策。当煤层间无关键层时， 切眼距煤柱边界的距离需小于煤柱上方关键层的周 期破断距；而煤层间存在一层关键层时，由于此关 键层初次破断的限制作用，切眼可更深入煤柱内部 布置，仅需保证该关键层初次破断的中间铰接点处 于煤柱边界之外，或使得该初次破断结构前端铰接 点的摩擦力及其下部支架阻力和煤柱上方关键层破 断块体回转传递的载荷相对中间铰接点达到力矩平 衡即可。 此方法得到了工程实践和模拟试验的验证， 并合理解释了石圪台煤矿 4 个工作面在类似开采条 件下出一侧采空煤柱时截然不同

5、的矿压显现。 2 种类型与工作面出两侧采空煤柱的开采情形类 似，而有关出两侧采空煤柱开采的模拟试验已在鞠 金峰等 中阐述，故本试验中未对这 2 种类型做重 复模拟。 综上分析可知，当煤层间存在一层关键层时， 工作面出一侧采空煤柱的开采更安全。无论煤层间 是否存在关键层，下煤层切眼位置距离煤柱边界越 近越安全。同时，模拟试验结果也证明了按照节 4 切眼位置的确定方法来防治压架的发生是可行的。 9 (4 浅埋近距离煤层工作面出一侧采空煤柱时 的压架本身是一个复杂的问题，本文的研究仅是针 对下煤层切眼位置及煤层间是否存在关键层这两大 关键因素进行的压架灾害影响规律的研究，对于煤 柱埋深、煤层间距以及

6、煤层采高等因素是否会对出 一侧采空煤柱开采的压架产生影响，仍有待进一步 的研究。 参考文献(References： 1 鞠金峰. 浅埋近距离煤层出煤柱开采压架机理及防治研究博士学位 6 结 论 (1 浅埋近距离煤层开采过程中，多个工作面 在推出上覆一侧采空煤柱过程中出现了支架活柱急 剧大幅下缩的压架现象，严重影响着矿井的安全高 第 33 卷 第 10 期 鞠金峰等：浅埋近距离一侧采空煤柱下切眼位置对推出煤柱压架灾害的影响规律 557563.(in Chinese 9 2029 论文D. 徐州：中国矿业大学，2013.(JU Jinfeng. Mechanisms and prevention

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