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条带开采作为“三下”开采重要的采煤方法之一,在我国中东部矿区被广泛应用,但深部厚煤层大采宽条带开采的应用刚刚起步,目前还存在诸多问题值得进一步深入研究。本文在综合运用理论分析、数值模拟和现场监测等多种研究方法的基础上,对朝阳煤矿深部厚煤层建筑物下二次条带开采进行了系统的研究,论文获得如下成果: (1)分析了深部条带煤柱的一般力学特性,对影响煤柱长期稳定性的地质条件、采矿技术等因素进行了研究,建立了“煤柱—覆岩”系统力学模型,并结合突变理论,分析了条带煤柱发生突变失稳的条件。 (2)通过对朝阳煤矿3下煤层覆岩关键层划分,并结合东焦村下条带开采的原则与要求,初步提出了3个二次条带开采方案;对国内部分矿区条带开采地表移动变形规律进行了统计分析,得出了适合朝阳煤矿三一采区条件下的岩移预计参数公式,并采用概率积分法对各方案地表移动变形进行了预计。 (3)通过理论计算和FLAC3D数值模拟结果进行了分析,通过对开采沉陷进行了模拟计算,验证了条带开采地表岩移预计参数选取的正确性,并对条带开采煤柱塑性区和应力分布规律进行了研究,最终确定了朝阳煤矿三一采区二次条带开采方案。 (4)对三一采区二次条带开采工作面进行了设计,并提出了“一种注浆固结并预留小煤柱的沿空掘巷方法”和“一种防止煤柱冲击的护巷方法”,同时基于巨厚砾岩条件下覆岩结构演化规律分析了朝阳煤矿冲击危险性发生机理,对回采巷道支护防冲能力进行了计算。