多层叠加煤柱覆岩结构特征及对下伏煤层矿压显现影响

发布时间：2018-03-10 11:53

  本文选题：采矿工程　切入点：大同矿区侏罗系煤层群　出处：《岩石力学与工程学报》2017年S1期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：大同矿区侏罗系煤层群开采过程中遗留多类大型煤柱,其对下伏石炭系煤层矿压显现具有重要影响。通过比值判别法和极限平衡理论等方法,确定侏罗系地层遗留多层叠加煤柱覆岩可形成"倒梯形孤岛覆岩结构",并建立"倒梯形孤岛覆岩结构"的力学模型,揭示不同尺寸"倒梯形孤岛覆岩结构"对下伏石炭系煤层影响的定量关系。分析表明,当煤柱体宽度在30~120 m范围时,"倒梯形孤岛覆岩结构"使石炭系煤层应力场较原岩应力提高了91%~259%,当叠加煤柱体宽度为80 m时对石炭系煤层影响最大。现场微震监测表明,石炭系煤层8104工作面在通过侏罗系大型重叠煤柱区域时,微震事件密集分布,微震事件能量级别较高(达到10~6 J),理论分析和现场监测具有较好的一致性,研究成果可为石炭系煤层工作面通过侏罗系遗留大型叠加煤柱体时顶板管理、强矿压显现预测与控制等提供理论支持。
[Abstract]:In the process of mining Jurassic coal seam group in Datong mining area, many kinds of large coal pillars are left behind, which have an important influence on the formation of coal seam pressure in the lower Carboniferous coal seam. By means of ratio discrimination method and limit equilibrium theory, etc. It is determined that "inverted trapezoid island overburden structure" can be formed by multi-layer superimposed coal pillar overburden in Jurassic strata, and a mechanical model of "inverted trapezoid island overburden structure" is established. The quantitative relationship of the influence of "inverted trapezoid island overburden structure" on the coal seams in the lower Carboniferous system is revealed. When the width of coal column is in the range of 30 ~ 120 m, "inverted trapezoid island overburden structure" increases the stress field of Carboniferous coal seam by 91- 259m than that of the original rock, and has the greatest influence on the coal seam of Carboniferous system when the width of the superimposed coal column is 80m. When the coal face 8104 of Carboniferous system passes through the large overlapping pillar area of Jurassic system, the microseismic events are densely distributed, and the energy level of microseismic events is higher (up to 10 ~ (6) J ~ (-1)). The theoretical analysis is in good agreement with the field monitoring. The research results can provide theoretical support for roof management, prediction and control of strong rock pressure appearance in coal face of Carboniferous coal seam when it passes through large superposition coal pillar of Jurassic system.
【作者单位】： 大同煤矿集团有限责任公司;辽宁工程技术大学矿业学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51504127) 三晋学者支持计划专项经费资助项目(2050205)~~
【分类号】：TD325

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