急傾斜煤層開采巖移基本規(guī)律的模型試驗

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

2、指導(dǎo)作用對于同類地質(zhì)和開采條件的礦區(qū)具有重要參考價值關(guān)鍵詞采礦工程相似模擬試驗急傾斜煤層巖體移動地表沉陷+分類號TD315.3文獻標識碼A文章編號1000-6915(2004)03-0441-05SIMILARITYMODELTESTOFSTRATAMOVEMENTWITHSTEEPSEAMGaoMingzhong(Dept.ofResourcesExplorationandManagementEngineeringAnhuiUniversityofScienceandTechnologyHuainan232001China)A

3、bstractAccordingtothecomplexminingandgeologicalconditionsofdeepexcavationinXinjiminesimilaritymodeltestiscarriedoutforstratamovementandsurfacesubsidenceduetocoalextractioninNo.3miningdistrict.Basedontheanalysisofrepetitiveminingwiththicksoillayersanddeepcoalseamthesp

4、ecialphenomenaareputforwardandthebasicfeaturesofstratamovementandtherelatedparametersofminingsubsidenceareobtained.Alsotheresultsareoftutorialimpactforpracticalminingandgoverningofsubsidencehazards.Keywordsminingengineeringsimilaritymodelteststeepseamstratamovementmi

5、ningsubsidence之急本文通過模型試驗的方法針對新集三礦西1引言三采區(qū)開采的實際情況對開采巖移基本規(guī)律和地表移動變形規(guī)律進行了研究這對于指導(dǎo)新集礦區(qū)地下固體液體資源的開采均會導(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一系列的環(huán)境問題國內(nèi)外學(xué)者對開采沉陷進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)雜性使得問題仍未得到圓滿解決如厚沖積層急傾斜煤層群開新集三礦西三采區(qū)主要可采煤層有3層分別采重復(fù)采動條件下的開采沉陷國內(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)雜條件下地表移動變形的特平均厚度分別為51.53.2m煤層傾角平均為60點是解決急傾斜煤層開采礦井采動損害問題的當(dāng)務(wù)采用偽傾斜柔性掩護支架采煤法采區(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)資助項目作者高明中簡介男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萬方數(shù)據(jù)?442?巖石力學(xué)與工程學(xué)報2004年層由第四系和第三系組成厚度為143167m屬

7、究傾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高平均+20m采區(qū)開采成水平狀(4)堤壩橫截面相對較小可以忽略范圍為200340m走向長為700m區(qū)域內(nèi)無為了使問題得到必要的簡化和便于對比分析確定大的斷層構(gòu)造實測冒裂帶高度約為39m采區(qū)范試驗方案時主要考慮圍巖強度巖層分層厚度節(jié)理圍為地面堤壩保護煤柱圈定范圍堤下壓煤960104裂隙采動影響等幾個方面模型試驗的特點是能t采區(qū)范圍內(nèi)巖土力學(xué)性質(zhì)見表1表中g(shù)為容重夠模擬出隨采場推進覆巖運動和地表沉陷的動態(tài)變sc為單軸抗壓強度E為彈?；卣饕约芭c時空的對應(yīng)關(guān)系以便進行過程分析

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