急傾斜煤層開(kāi)采巖移基本規(guī)律的模型試驗(yàn)

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1、第23卷第3期巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)23(3)4414452004年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.2004*急傾斜煤層開(kāi)采巖移基本規(guī)律的模型試驗(yàn)高明中(安徽理工大學(xué)資源開(kāi)發(fā)與管理工程系淮南232001)摘要針對(duì)新集三礦急傾斜煤層開(kāi)采復(fù)雜的采礦地質(zhì)條件運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室相似模型試驗(yàn)方法對(duì)西三采區(qū)煤層開(kāi)采引起的巖體移動(dòng)和地表沉陷的基本規(guī)律進(jìn)行了研究總結(jié)出了新集三礦急傾斜煤層開(kāi)采重復(fù)采動(dòng)所引起的厚沖積層巖體移動(dòng)基本特征和地表沉陷的相關(guān)參數(shù)所得結(jié)果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采及地表沉陷治理具有一定的

2、指導(dǎo)作用對(duì)于同類地質(zhì)和開(kāi)采條件的礦區(qū)具有重要參考價(jià)值關(guān)鍵詞采礦工程相似模擬試驗(yàn)急傾斜煤層巖體移動(dòng)地表沉陷+分類號(hào)TD315.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1000-6915(2004)03-0441-05SIMILARITYMODELTESTOFSTRATAMOVEMENTWITHSTEEPSEAMGaoMingzhong(Dept.ofResourcesExplorationandManagementEngineeringAnhuiUniversityofScienceandTechnologyHuainan232001China)A

3、bstractAccordingtothecomplexminingandgeologicalconditionsofdeepexcavationinXinjiminesimilaritymodeltestiscarriedoutforstratamovementandsurfacesubsidenceduetocoalextractioninNo.3miningdistrict.Basedontheanalysisofrepetitiveminingwiththicksoillayersanddeepcoalseamthesp

4、ecialphenomenaareputforwardandthebasicfeaturesofstratamovementandtherelatedparametersofminingsubsidenceareobtained.Alsotheresultsareoftutorialimpactforpracticalminingandgoverningofsubsidencehazards.Keywordsminingengineeringsimilaritymodelteststeepseamstratamovementmi

5、ningsubsidence之急本文通過(guò)模型試驗(yàn)的方法針對(duì)新集三礦西1引言三采區(qū)開(kāi)采的實(shí)際情況對(duì)開(kāi)采巖移基本規(guī)律和地表移動(dòng)變形規(guī)律進(jìn)行了研究這對(duì)于指導(dǎo)新集礦區(qū)地下固體液體資源的開(kāi)采均會(huì)導(dǎo)致不同程度三下采煤具有重要意義的地表沉陷由此帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)開(kāi)采沉陷進(jìn)行了大量的研究取得了豐碩的2研究區(qū)域地質(zhì)背景成果[17]但由于采礦地質(zhì)條件的復(fù)雜性使得問(wèn)題仍未得到圓滿解決如厚沖積層急傾斜煤層群開(kāi)新集三礦西三采區(qū)主要可采煤層有3層分別采重復(fù)采動(dòng)條件下的開(kāi)采沉陷國(guó)內(nèi)外研究得不多為13#11#和8#煤層煤層間距平均為53和45m[

6、812]如何掌握這類復(fù)雜條件下地表移動(dòng)變形的特平均厚度分別為51.53.2m煤層傾角平均為60點(diǎn)是解決急傾斜煤層開(kāi)采礦井采動(dòng)損害問(wèn)題的當(dāng)務(wù)采用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法采區(qū)新生界地2002年11月13日收到初稿2003年1月16日收到修改稿*安徽省自然科學(xué)基金(03044401)資助項(xiàng)目作者高明中簡(jiǎn)介男46歲碩士1982年畢業(yè)于安徽理工大學(xué)采礦系采礦工程專業(yè)現(xiàn)任教授主要從事于礦山巖石力學(xué)方面的研究工作E-mailtsg@aust.edu.cn萬(wàn)方數(shù)據(jù)?442?巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)2004年層由第四系和第三系組成厚度為143167m屬

7、究?jī)A斜模型即模擬煤層鋪設(shè)成傾斜狀表土層鋪于厚沖積層礦井地面標(biāo)高平均+20m采區(qū)開(kāi)采成水平狀(4)堤壩橫截面相對(duì)較小可以忽略范圍為200340m走向長(zhǎng)為700m區(qū)域內(nèi)無(wú)為了使問(wèn)題得到必要的簡(jiǎn)化和便于對(duì)比分析確定大的斷層構(gòu)造實(shí)測(cè)冒裂帶高度約為39m采區(qū)范試驗(yàn)方案時(shí)主要考慮圍巖強(qiáng)度巖層分層厚度節(jié)理圍為地面堤壩保護(hù)煤柱圈定范圍堤下壓煤960104裂隙采動(dòng)影響等幾個(gè)方面模型試驗(yàn)的特點(diǎn)是能t采區(qū)范圍內(nèi)巖土力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1表中g(shù)為容重夠模擬出隨采場(chǎng)推進(jìn)覆巖運(yùn)動(dòng)和地表沉陷的動(dòng)態(tài)變sc為單軸抗壓強(qiáng)度E為彈模化特征以及與時(shí)空的對(duì)應(yīng)關(guān)系以便進(jìn)行過(guò)程分析

8、模型平面布置見(jiàn)圖1根據(jù)新集三礦的開(kāi)采地表1巖土物理力學(xué)參數(shù)質(zhì)條件運(yùn)用相似理論進(jìn)行急傾斜煤層的巖體移動(dòng)Table1Physico-mechanicalparametersofrockandsoil和開(kāi)采沉陷的相似模型試驗(yàn)研究由開(kāi)采引起的巖巖性厚度/mg/kNms/