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厚松散薄基岩煤层密实充填开采的覆岩移动破坏变形规律研究
厚松散薄基岩煤层密实充填开采的覆岩移动破坏变形规律研究
摘要：
随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤层开采进入了深部和较差岩性的薄基岩煤层时代。传统的采场支护方式往往难以保障采区的安全开采，因此，密实充填开采技术成为了解决该问题的重要措施。本文以厚松散薄基岩煤层的密实充填开采为研究对象，结合实验、数值模拟和现场观测技术，分析了煤层覆岩移动破坏的变形规律，为煤炭采矿安全提供了理论依据。
1.引言
随着煤炭资源的日益枯竭，传统的煤层开采方式已经不能满足燃料需求。薄基岩煤层开采面临的问题是煤层覆岩的严重沉降和破坏。密实充填开采技术因其较好的支护效果，成为了解决薄基岩煤层开采问题的一种重要手段。
2.煤层覆岩移动破坏变形规律分析
2.1覆岩移动的原因
煤层开采过程中，覆岩层会发生移动和破坏。主要原因包括覆岩层自重应力调整、采动面的破坏扩展、孔隙水的排空以及岩层断裂带的形成等。
2.2覆岩破坏的分类
煤层覆岩破坏可以分为压顶连续破坏和压顶分段破坏两种。压顶连续破坏指的是覆岩层由于重力作用而向煤层压顶并持续破坏，压顶分段破坏则是由于采动面的破坏导致的覆岩层分段断裂和沉降。
2.3覆岩移动的变形规律
煤层覆岩移动破坏表现为顶板下沉、槽道变形、断裂带形成等。研究表明，覆盖煤层的厚松散薄基岩层在密实充填的支护下，顶板下沉和槽道变形可以得到有效控制，但断裂带的形成仍然难以避免。
3.密实充填开采的应对策略
3.1推进进度的优化
通过合理的推进速度和工作面长度等控制方法，降低覆岩层的压顶速度，减少煤层和覆岩层的破坏程度。
3.2密实充填体的设计与施工
密实充填体的设计和施工是密实充填开采的关键步骤。需要考虑充填材料的适应性、充填方式和充填工艺等因素，确保充填体的稳定性和支护效果。
3.3顶板预先支护技术
采用预先支护技术可以有效降低煤层覆岩破坏的程度。常用的预先支护技术包括注浆钻孔预先支护和锚索网预先支护等。
4.实验与数值模拟研究
本文采用实验与数值模拟相结合的方法，通过室内模型实验和FLAC3D模拟软件进行模拟，研究了密实充填开采的煤层覆岩移动破坏的变形规律。实验结果与数值模拟结果相吻合，验证了研究结果的准确性。
5.现场观测与案例分析
以某煤矿密实充填开采项目为例，采集现场观测数据，并进行分析和对比。结果表明，密实充填开采可以有效减缓煤层覆岩的移动和破坏，保障采矿安全。
6.结论
本文对厚松散薄基岩煤层密实充填开采的覆岩移动破坏变形规律进行了系统分析和研究。实验与数值模拟的结果验证了煤层覆岩移动破坏的变形规律。通过优化进度、设计施工充填体和采用预先支护技术等措施，可以有效降低煤层覆岩的移动和破坏，保障采矿安全。
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