大采高综采工作面覆岩移动规律研究_孟志强等_9787502060794

内容提要本书对大采高一次采全高工作面矿压活动规律进行了系统研究，主要内容包括：大采高综采工作面开采矿压活动规律的研究现状与发展动态，大采高综采工作面矿压测试方法与技术，大采高综采工作面覆岩关键层判断方法，大采高综采工作面三带分布特征，神华宁煤集团下属矿井大采高综采工作面矿压显现规律研究，大采高综采工作面岩层应力场分布规律，大采高综采工作面地表沉降规律等。本书反映了作者近年来在大采高综采工作面矿压显现规律方面的系统研究成果，可供采矿专业、地质专业等技术人员参考，也可供采矿专业研究生学习使用。

厚煤层开采工艺有分层开采、综放开采和大采高开采。其中，大采高开采技术是厚煤层开采工艺的重要发展方向之一。与其他工艺相比，大采高开采生产能力进一步增加，机械利用率更高；但是经过矿山实践发现，大采高开采时支架与围岩系统稳定性差、事故率高，严重制约着大采高开采工艺的应用，急需研究大采高覆岩运动特征及矿压控制理论，指导大采高综采工作面安全高效开采。本书通过相似材料试验、计算机数值模拟、现场实测、理论分析等方法，针对大采高综采工作面覆岩结构及运移规律、应力分布规律、工作面矿压与岩层控制机理、地表沉陷规律等进行了研究。主要研究如下：（1）大采高综采工作面三带分布与常规采高相比，垮落带与断裂带明显加大，浅埋深矿井条件下，可能使得在常规采高下三带俱全的工作面，在大采高情况下缺失弯曲下沉带。（2）建立大采高结构模型，分析采场覆岩运动特征，确定支架工作阻力，实测及模拟分析大采高矿压显现规律，说明采场来压及步距均受关键层控制。（3）采高越大，采场超前支承压力峰值越小，集中区越向煤壁深部转移，支承压力影响范围越大。原因是采高加大，使煤壁一侧自由段高度加大，靠近自由面一侧单位体积的煤柱承载能力减小。（4）大采高综采工作面原岩应力与采高关系不大，但开挖后影响很明显，采高越大，应力场变化范围越大；埋深与应力场关系密切，埋深越大，应力场峰值越大；工作面宽度对应力场影响也较明显，工作面越宽，应力峰值越大。（5）影响地表沉降的因素较多，比较明显的是埋深和采高。埋深越大，下沉量的峰值越小，但影响范围越大；采高加大对地表沉降影响主要表现在采高加大后，会引起关键层发生变化，浅埋深工作面会引起地表沉降突变。本书得到以下项目及机构的资助：河北省煤炭资源综合开发与利用协同创新中心、河北工程大学安全科学技术研究院、河北省水资源水环境调控及综合管理协同创新中心、国家重点研发计划（2016YFC0600801）、河北省自然基金（D2013402006）、河北省高等学校科学技术研究项目（QN2015157）。孟志强2017年8月7日

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