摘要
大倾角煤层长壁大采高机械化开采在国内报道较少,现煤层厚度3m以上的大倾角煤层工作面均采用综放开采,其顶煤回收率低、煤质差、开采效率低、工艺复杂等问题一直未能得到较完善地解决,采场“支架—围岩”系统稳定性控制理论有待进一步完善,因此,研究大倾角煤层长壁大采高开采围岩运移规律对解决上述问题有重要的理论指导意义。 通过相似材料模拟实验、数值模拟、现场实测和理论分析综合研究手段,对新疆艾维尔沟矿区25221大采高工作面围岩运移规律进行了系统研究,结果表明: (1)初次来压步距为42.5m,周期来压步距为11m,并且随着采高的增加,顶板的周期来压步距有减小趋势。 (2)对不同采高工作面进行了模拟分析表明,采场围岩的力学特征具有不对称性,表现为沿工作面倾向中上部的顶板应力小于下部区域的顶板应力,底板与之反之;工作面中部区域的垂直位移最大,上部区域次之,下部区域最小,并随着采高的增大,位移不断增大;采场顶底板发生拉伸破坏,上下端口主要以剪切破坏为主;倾斜中上部及下部区域的支架载荷较大,上部区域支架载荷变化大,且支架具有明显的顺向倾倒趋势,随着采高的增加,支架倾倒的位移量也随之增加。 (3)随着采高的不断增大,工作面的支承压力峰值向工作面内移,并且悬空老顶破断后产生大回转运动对煤壁产生双重剪切破坏是造成煤壁易片帮的主要因素。 现场实践表明,理论和实验分析符合现场实际,取得了良好经济技术效益。
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