急倾斜厚煤层综放开采覆岩运移规律研究试验研究.docx

急倾斜厚煤层综放开采覆岩运移规律研究试验研究
随着煤炭资源的不断开采，传统的长壁工作面已经无法满足对煤炭资源的需求。综合采煤工作面的出现为煤炭资源的高效开采提供了新的思路。而在综合采煤工作面中，急倾斜厚煤层的开采是一个重要的课题。本文就急倾斜厚煤层综放开采覆岩运移规律进行探讨。
一、急倾斜厚煤层特征及开采方式
急倾斜厚煤层是指煤层倾角大于45度，煤层厚度一般大于5米，顶底板岩性较硬或倒向明显，和脆性好，易剥落的煤层。由于煤层倾角大，煤层顶板的自重和采空区的支撑条件导致强烈挤压，同时煤层底板由于坚硬和倒向的影响导致煤层下沉，形成了强烈的断层和岩层运动。因此，相对于其他的煤层，急倾斜厚煤层的采矿难度较大。
综放开采是一种相对于传统的长壁开采更为灵活的开采方式。综放开采可以根据煤层的特征来开展工作，其基本流程为：先进行煤层的掘进，然后进行支护和煤层的掘进，最后进行回采。与传统的长壁开采相比，综放开采可以适应地质条件的变化，可以提高采矿效率的同时，减少了安全风险。
在急倾斜厚煤层的综放开采中，一般采用平行运掘采煤工作面的方式，即同层平行工作面之间采用隔煤壁隔离，以确保能够稳定地采出煤炭。在支架选择方面，水平弯曲式支架和高强度杆式支架是两种比较常见的支架。水平弯曲式支架可以适应较大的倾角和较宽的工作面，其支架变形较小，能够保证采掘工作面的稳定性。而高强度杆式支架则具有抗压能力强、支架变形小等优点，但不能适应较宽的采掘工作面。
二、急倾斜厚煤层围岩运移规律
1、采煤工作面的运移规律
在急倾斜厚煤层中，煤层顶板因自重和采空区的支撑条件而向下挤压，形成了向下的应力；同样，由于煤层底板因坚硬和倒向的影响而向上挤压，也形成了向上的应力。同时，由于煤层倾角较大，发生了断层和岩层滑移等现象，使得煤层围岩的应力分布非常复杂。
在采煤过程中，煤层顶板的应力会逐渐减小，最后达到平衡状态；而煤层底板的应力则逐渐增大，直到达到破裂点，发生底板失稳，可能导致地面塌陷等安全事故。
2、采空区的运移规律
在急倾斜厚煤层的采掘过程中，采空区的运移规律非常重要。由于煤层倾角大，采空区的坑道会发生倾斜、变形和塌陷等现象，使得采空区的支撑难度加大。
当采空区面积较小时，采空区的支撑一般采用中小直径的支架；而当采空区面积较大时，需要采用大直径的管桩支撑方式或人工固结方式进行支撑。在采空区的支撑过程中，需要根据采空区的特点来选择不同的支架方式，同时需要进行长期的监测和调整，确保采空区的支撑稳定。
3、岩层移动的规律
在急倾斜厚煤层的采掘过程中，岩层移动是一个非常重要的问题。由于煤层倾角大，采空区的支撑难度加大，同时煤层底板由于坚硬和倒向的影响而向上挤压，使得煤层围岩的应力分布非常复杂。
岩层移动的规律可以通过数值模拟和实验研究等方式进行研究。在实验研究方面，可以通过模拟采空区和岩层的运动规律，得到不同条件下的支撑方式和采矿参数等方面的优化设计。通过这种方式可以提高综合采煤工作面的安全性和效率。
三、煤层开采中的安全风险
在急倾斜厚煤层的综合采煤工作面开采中，存在着一定的安全风险。在采掘过程中，煤层顶板的运移和煤层底板的底陷可能会导致地面塌陷等事故；同时，采空区的塌陷和岩层移动也会增加采矿过程中的安全风险。
为了减少煤矿安全事故的发生，需要从以下几个方面进行安全管理措施：
1、采煤工作面的支架要求高，需要保证支架的质量和性能，以确保采掘工作面的稳定性。
2、采空区的支撑需要根据采空区的特点来选择不同的支架方式，同时需要进行长期的监测和调整。
3、进行全面地岩层运动规律研究，可以通过模拟采空区和岩层的运动规律，得到不同条件下的支撑方式和采矿参数等方面的优化设计。通过这种方式可以提高综合采煤工作面的安全性和效率。
4、在采掘过程中需要进行全面的监测和调整，定期对煤层顶底板、采空区和岩层的状态进行检测，及时采取必要的措施。
总之，急倾斜厚煤层综放开采覆岩运移规律是综合采煤工作面安全开采的重要问题。通过研究急倾斜厚煤层的围岩运移规律，可以为煤层的高效开采提供新的思路。同时，在采掘过程中需要采取安全管理措施，以减少矿井事故的发生。