水压致裂条件下煤层群综放开采矿压显现规律研究

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近距离煤层的上下煤层开采过程中,相互间的影响会增大,上煤层开采后将导致周围岩体的应力进行重新分布,因此在下煤层开采前,顶板完整结构已经受到破坏,上煤层采空区垮落矸石和留设的煤柱都将对底板形成应力集中,进而导致在下煤层开采前其应力分布和顶板结构都产生了变化,使其产生许多独特的矿压显现规律。因此,研究近距离煤层群工作面的矿压显现规律就显得更加重要。本文采用理论分析、数值模拟和现场试验等研究方法对屯宝煤矿煤层群综放开采矿压显现规律进行了较为系统的研究,所做的主要工作及结果简要介绍如下:(1)分析了受上煤层开采产生的底板岩层破坏,运用滑移线场理论计算了受煤柱支承压力影响而形成的底板破坏深度。(2)利用相似材料模拟,分析了屯宝煤矿M4-5煤层开采完毕后对下煤层M9-10工作面上覆岩层运移及破坏过程的影响。(3)研究了煤层注水对煤体强度及矿压显现规律的影响,对比了三种不同含水率下煤样的抗压、抗拉和抗剪强度,并从力学方面给出了压力水在煤体内裂缝的扩展机理。(4)运用数值模拟,模拟了注水后,上煤层开采对下煤层的影响以及下煤层开采过程中采场的塑性变化和应力变化。(5)根据现场测得工作面回采过程中支架载荷,分析总结了工作面走向和倾向矿压显现规律。
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