簡介
控頂距是指工作面支架支護的空間寬度，顯然控頂距愈大，頂板的撓曲變形量大，底板的鼓起量也大。為了保證某大型礦井特厚煤層分層開採時工作 面的圍岩穩定,並解決因開採帶來的地表沉陷問題, 針對該礦充填開採的特性,分析了不同分層開採高 度、不同控頂距條件下工作面周圍岩體的應力特徵和 位移特徵,研究了分層高度和控頂距對采場圍岩穩定 性的影響。
開採的高度和控頂距研究
如果開採高度過高,會在左上角也形成破壞區,這是由於模型邊界過小,填充體和岩體材料力學參數相差太多,根本不是一個級別造成的。整個破壞區域大致分為六個:採空區的頂板岩層及底板岩層、工作面控頂區域的頂板岩層及底板岩層、工作面前方煤壁、工作面前方老頂岩層。其中五個是連通的(採空區的頂板岩層及底板岩層、工作面控頂區域的頂板岩層及底板岩層、工作面前方煤壁)。
表 2 是不同方案條件下采場圍岩最大應力及頂底板位移的數據。從表 2 看出,最大頂板下沉量是采高 6 m、控頂距 12 m 時,下沉量達 0.247 m,此時底板底鼓量為 0.041 m。從表 2 可以基本得出這樣結論:該礦背景條件下,頂板下沉量受采高影響為主,底板底鼓量受控頂距影響較大。
從此結果看出,開採高度和控頂距對採礦安全的影響非常明顯。隨著開採高度和控頂距的增大,工作面周圍圍岩的破壞區越來越大,鉛垂應力峰值向工作面深部移動。在工作面前方,形成了破壞區,這是塑性求解和彈性求解的不同;採用彈性算法在工作面處的應力要大於再往深部的;但是塑性求解工作面由於進入破壞區、應力降低,再往裡面應力會漸升高、再降低,最後進入原岩應力區。因此,尋找合理的采高和控頂距對於採礦安全非常重要。
