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多煤层重复采动覆岩破坏高度发育规律研究

2022-07-21李友伟张玉军

煤炭工程 2022年7期

李友伟,张玉军,肖 杰

(1.煤炭科学研究总院 开采研究分院,北京 100013;2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013; 3.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;4.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013)

煤层开采后上覆岩层形成“两带”或“三带”破坏形态,尤其是在多煤层开采时,重复采动会引起采动裂隙的二次发育,使得顶板裂隙范围增大[1,2]。一旦导水裂缝带触及含水层,会造成矿井涌水量的增加,从而威胁矿井的安全生产,因此确定多煤层开采导水裂缝带发育高度及覆岩破坏规律对于顶板水害防控和预测具有重要的意义[3-19]。

以往研究丰富了重复采动下覆岩破坏规律的内容,但对于重复采动下裂隙发育高度的时空变化规律需要进一步深入研究。通过现场实测及数值模拟相结合的方法对多煤层重复采动条件下导水裂缝带高度变化规律及覆岩破坏特征进行了研究,分析了重复采动裂缝带发育机理及导水裂缝带高度的确定方法,以期对含水层下多煤层开采的矿井提供一定的指导意义。

1 工程概况

公乌素煤矿位于内蒙古自治区乌海市南部,核定生产能力约为260万t/a,划分南、北两个采区,走向长壁工作面布置,综合机械化开采,全部垮落法管理顶板。其中,北采区主采9、12、16号煤,9和12号煤为综采一次采全高,煤层平均厚度分别为3.83m和1.14m;16号煤平均厚度8.33m,距9号煤80~90m,距12号煤层36~57m,采法为综放开采。北采区1604工作面位于主井东部,煤层倾角15°~25°,平均倾角18°,平均煤厚7.5m,工作面走向1768m、倾向310m,1604工作面上部为9、12煤,厚度分别约为3m、1m。……

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