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薛村矿3~#煤作保护层开采研究

张硕  
【摘要】:保护层开采可以有效的防止煤与瓦斯突出,国内外在开采煤与瓦斯突出矿井煤层群时,广泛利用开采保护层作为区域性防突的措施。 峰峰集团薛村矿主采煤层为2“煤,厚度约5.5m,赋存条件较好,但瓦斯含量高,为安全高效的完成回采,通常将4#煤作为保护层进行开采。但随着开采范围的扩大,部分地区的4#煤层已不再具备作为保护层开采的条件。3“煤层因为厚度较薄,受开发技术和经济等影响,一直未进行开采。 本文在对薛村矿地质资料详细研究的基础上,通过数值模拟的方法,对薛村矿3“煤931302工作面作为上覆2“煤保护层开采的理论分析、采高优化分析、开采过程中的矿压规律和上覆岩层移动规律,以及3“煤开采对2#煤开采条件的影响分析,最后得出以下结论: (1)薛村矿3#煤931302工作面无突出危险性,且与2#煤层的法线距离平均为30m,属有效保护范围内,理论上可以作为2#煤的保护层开采。 (2)综合3#煤931302工作面上覆岩层及其应力场变化和裂隙发育程度等因素,综合分析,认为开采高度取1.2m时,充分释放了2#煤层的瓦斯,形成有利于瓦斯运移的裂隙通道,同时又未对2“煤层及其顶板破裂造成较大影响,为其开采带来困难。 (3)3#煤931302工作面开采至20-40m时,关键层发生剪切破断,基本顶发生初次来压;工作面开采至80m时,2#煤层开始出现剪切破坏,此时3#煤层上覆岩层裂隙场已经延伸至2#煤。整个开采过程中,3#煤上覆岩层破坏区未波及到2#煤,2#煤顶板仅有局部破坏现象,说明3#煤在1.2m采高条件下,既能对2“煤层达到解放的目的,又未对2#煤顶板上岩层造成过多破坏,保持了2#煤在开采过程中上覆岩层的稳定性。 (4)3#煤931302采空区形成的裂隙场影响到了2#煤层,使2#煤层产生了定程度的裂隙,导致其发生了剪切破坏,3#煤层上覆岩层破坏区大部分区域均截止于2#煤底板以下,2#煤顶板只发生了局部破坏,根据2#煤层破坏场的分布范围可以确定被解放的2#煤工作面为400×120m,在此范围内,3#煤的解放开采对2#煤及上覆岩层的卸载作用效果良好。(5)通过对薛村矿931302上作面上覆2#煤瓦斯压力和顶板位移的观测,认为3#煤931302工作面作保护层开采,对2#煤的保护效果明显,适宜作保护层开采。


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