【摘 要】
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针对上覆煤层易自燃、层间距变化大(1.7~13.5 m)的近/极近距离煤层下伏煤层巷道顶板围岩稳定性控制的技术难题,本文以淮北矿区某矿二水平Ⅱ2采区72、73近/极近距离煤层为例,较为系统地研究了近/极近距离煤层开采覆岩结构与运移规律及采场底板采动损伤特征,提出了近/极近距离煤层下伏煤巷顶板有效锚固支护理念,建立了近/极近距离煤层分区域分类支护技术体系。综合运用物理相似、数值模拟和理论分析相结合的
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针对上覆煤层易自燃、层间距变化大(1.7~13.5 m)的近/极近距离煤层下伏煤层巷道顶板围岩稳定性控制的技术难题,本文以淮北矿区某矿二水平Ⅱ2采区72、73近/极近距离煤层为例,较为系统地研究了近/极近距离煤层开采覆岩结构与运移规律及采场底板采动损伤特征,提出了近/极近距离煤层下伏煤巷顶板有效锚固支护理念,建立了近/极近距离煤层分区域分类支护技术体系。综合运用物理相似、数值模拟和理论分析相结合的研究方法,揭示了下伏煤层开采引起已稳定的上覆煤层高位关键层再次发生滑落失稳的机理,掌握了上覆72煤层开采后底板岩层损伤演化规律,得到了不同间隔层厚度下邻近区段以及上煤层工作面回采过程中下伏煤层顶板应力时空演化规律,为提出下伏73煤层顶板稳定性控制奠定了理论基础;提出了基于“有效锚固层厚度”的支护理念,用以评估巷道支护中锚杆(索)对顶板实际的锚固能力,为控制顶板围岩稳定须达到一定的“有效锚固层厚度”,理论计算了73煤层顶板须达到的最小有效锚固层厚度及煤锚支护的可行性;根据间隔层厚度及结构特征、有效锚固条件以及巷道围岩控制的难易程度,将相邻两煤层分为近距离煤层和极近距离煤层,将下伏煤巷顶板分为损伤间隔层、裂隙间隔层和块裂间隔层,提出了近/极近距离煤层下伏煤巷分区域分类支护技术方案。工业性试验结果表明:所提出的近/极近距离煤层下伏煤巷分区域分类支护技术方案不仅实现了顶板有效控制,而且有效防止了上覆煤层采空区遗煤自燃,取得了良好的技术经济效益,为安全开采淮北矿区该类条件下近/极近距离煤层下伏煤炭资源提供了参考及借鉴。该论文有图47幅,表18个,参考文献105篇。
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