浅埋近距离煤层群开采覆岩与地表移动破坏规律研究

作者

侯恩科张萌孙学阳苗彦平杨磊路波
单位

西安科技大学地质与环境学院陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕煤集团神木红柳林矿业有限公司
摘要

为掌握浅埋近距离煤层群下行开采覆岩破坏及裂隙带发育规律，以红柳林煤矿浅埋近距离煤层群开采为例，采用相似材料模拟和数值模拟研究，对浅埋近距离煤层群下行开采的覆岩破坏特征及裂隙带发育高度进行研究，结果表明：2-2煤开采的初次来压步距约为60m,周期来压步距约为15m; 2-2煤覆岩关键层破断后，导水裂隙带高度增长速度变大，并直达地表，高度达165m,裂采比大于27.5;多煤层开采下，3-1、4-2煤层导水裂隙带高度发育至上覆煤层底板后均发生突增并直达地表，最终导水裂隙带高度为175m,煤层的重复采动使得地表移动和变形值增大，破坏程度增加；多煤层重复采动导致工作面两侧应力释放，较单煤层开采最大应力值变小。研究结果可为近距离多煤层的安全高效开采提供参考。
关键词

覆岩破坏相似材料模拟数值模拟多煤层开采红柳林煤矿
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金面上项目(42177174)；陕西省陕煤联合基金项目(2021JLM-09)；中央引导地方科技创新专项资金项目(2020ZY-JC-03)；陕西煤业化工集团科研计划项目(2019SMHKJ-C-24)；
文章目录

0 引言
1 研究区概况
2 相似材料模拟实验
2.1 相似模拟试验设计
2.2 多煤层开采覆岩垮落及裂隙发育规律
2.2.1 2-2煤层
1)覆岩垮落规律。
2)裂隙发育规律。
2.2.2 2-2煤层、3-1煤层
1)覆岩垮落规律。
2)裂隙发育规律。
2.2.3 2-2煤层、3-1煤层、4-2煤层
1)覆岩垮落规律。
2)裂隙发育规律。
2.3 导水裂隙带高度分析
1)2-2煤。
2)3-1煤。
3)4-2煤。
2.4 地表移动及地表裂缝发育规律
2.4.1 地表移动下沉规律
2.4.2 地表裂缝发育规律
3 数值模拟实验
3.1 计算模型建立
3.2 覆岩破坏数值模拟分析
4 现场实测
5 结论
引用格式

侯恩科,张萌,孙学阳,苗彦平,杨磊,路波.浅埋近距离煤层群开采覆岩与地表移动破坏规律研究[J].中国煤炭地质,2022,34(05):31-36+71.