特厚煤层综放开采遗留煤柱下矿压显现规律及综合治理——以中煤塔山煤矿为例

论文摘要

针对中煤大同能源塔山煤矿特厚煤层综放开采、上覆遗留煤柱多重应力叠加引发巷道大变形、顶板离层、动力矿压灾害等突出问题，综合采用现场实地观测、矿压数据监测、FLAC3D数值模拟、理论分析相结合的研究手段，系统梳理矿井煤层、顶底板地质条件与综放开采布局特征，揭示该矿矿压显现规律及多因素耦合影响机制。研究发现，受上层煤柱集中应力、工作面回采动压叠加作用，巷道围岩应力集中系数可达原岩应力2～3倍，巷道最大变形量超500 mm，周期来压步距15～20 m；围绕围岩稳定控制，构建以高强锚杆-锚索联合支护为核心，水力致裂卸压、切顶无煤柱沿空留巷为辅的一体化矿压治理体系，优化支护构件参数、水力致裂施工工艺与留巷挡矸支护方案，并搭建包含顶板离层、巷道表面位移、支架阻力在内的自动化矿压监测系统对治理效果进行全过程验证。工程实测表明，综合治理措施实施后巷道围岩变形量降低30%以上，顶板离层控制在50 mm以内，工作面来压强度明显减弱，有效抑制煤炮、片帮、底鼓等矿压灾害。研究形成的特厚煤层多应力耦合巷道围岩协同控制技术，可为塔山煤矿安全生产提供技术支撑，同时为国内同类近距离特厚煤层矿井矿压治理提供工程参考。

参考文献

• [1]何少帅.多重应力下小煤柱巷道矿压分析及治理研究[J].山西煤炭,2022,42(4):10-15.
• [2]曹金钟;高乐;闫鹏飞;李猛;陈雷;杨华康.采空区遗留煤柱下方回采巷道失稳特征及控制技术研究[J].工矿自动化,2022,48(4):44-52.
• [3]胡旭东;郝建新.塔山煤矿上覆煤层遗留煤柱水力致裂卸压技术应用实践[J].山东煤炭科技,2021,39(1):161-164.
• [4]闫鹏飞;李猛;陈雷.近距离特厚煤层受上层煤柱影响下的掘巷矿压显现机理及防治技术研究[J].山西煤炭,2021,41(3):58-64.
• [5]周向文;杨亚威;杨永康.基于综合指数法及BP神经网络模型的矿压显现程度分析[J].山西煤炭,2020,40(2):5-9.
• [6]李杰.近距离煤柱下特厚煤层综放开采矿压分析与应用[J].中国矿业,2023,32(8):131-138.
• [7]彭建阳;崔朋涛;朱文慧;尚佳楠;苏永江.山西省大同塔山煤矿地质环境问题与治理对策研究[J].能源与环保,2022,44(2):13-17.
• [8]宋选民;朱德福;王仲伦;霍昱名;刘一扬;刘国方;曹健洁;李昊城.我国煤矿综放开采40年:理论与技术装备研究进展[J].煤炭科学技术,2021,49(3):1-29.
• [9]郝建新.动压影响下典型巷道支护方案优化设计[J].能源与节能,2021,(12):35-36.
• [10]郝建新;胡旭东;陈雷.大采高综放工作面覆岩运动规律及支护技术[J].煤炭科技,2019,40(6):110-113.
• [11]孟腊梅.塔山煤矿高位钻孔布置参数优化研究[J].华北自然资源,2024,(4):58-61.
• [12]王御军;张学锋;卢硕;杨敬轩.塔山矿8305工作面无煤柱开采留巷支护设计[J].山西焦煤科技,2022,46(6):14-16.

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