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特厚煤层综放开采覆岩运移规律的相似材料试验研究
摘要：
本文基于相似材料试验，研究了特厚煤层综放开采覆岩运移规律。通过对不同粒度级配、不同压实度和不同顶板厚度的模拟试验，得到了在特定环境下覆岩运移的规律。研究结果表明，岩屑向煤体方向运移的强度与覆岩稳定性和强度有关，顶板厚度的增加有助于规避覆岩移动的风险。研究结果对于特厚煤层综放开采的岩屑控制和安全生产具有一定指导意义。
关键词：特厚煤层；综放开采；覆岩运移；相似材料试验；岩屑控制
引言：
特厚煤层是指煤层厚度大于10米的煤层，是我国的主要煤炭储量之一。而综放开采是一种高效的煤炭采掘方法之一，在特厚煤层的采掘中具有广泛的应用。然而，在综放开采过程中，煤岩体的变形和破坏会引起覆岩运移，这会对采掘安全造成严重的影响。因此，研究特厚煤层综放开采覆岩运移规律对于保证安全生产具有重要意义。
相似材料试验是一种模拟现实物理问题的实验方法，在煤层采掘中具有广泛的应用。本文采用相似材料试验的方法，研究特厚煤层综放开采覆岩运移规律。通过对不同粒度级配、不同压实度和不同顶板厚度的模拟试验，得到了在特定环境下覆岩运移的规律。研究结果对于特厚煤层综放开采的岩屑控制和安全生产具有一定指导意义。
材料与方法：
试验材料：
本文采用的相似材料是由粘土、水泥和砂子混合而成的，材料组成如下：
-粘土：重量比50%
-水泥：重量比25%
-砂子：重量比25%
试验方法：
本文采用的试验方法是模拟特厚煤层综放开采覆岩运移的过程。具体试验过程如下：
-制备相似材料，根据试验需要按照不同比例混合制备相应的材料。
-制备模型，根据实际情况制备大小不同、顶板不同的模型。
-进行试验，通过采用相应的检测仪器进行模拟试验，记录不同条件下的数据。
-分析结果，根据试验数据比较不同条件下的指标。
结果与分析：
本文进行了多组试验，得到了不同条件下的数据。
不同粒度级配试验：
本组试验分别选取粘土、水泥和砂子进行粗、中、细三种粒度级配的材料，制备得到相似材料模型。对这些模型进行试验，得到如下数据：
图1.不同粒度级配试验结果
从试验结果可以看出，岩屑向煤体方向运移的强度与材料的粒度级配有关。对于粒度较大的材料，运移强度较低；对于粒度较小的材料，运移强度较高。这是由于粒度较大的材料间隙较大，不易产生运动；粒度较小的材料间隙较小，容易产生运动。因此，在特厚煤层综放开采过程中，应该根据实际情况选取不同粒度级配的材料，以规避运动强度过大的风险。
不同压实度试验：
本组试验选取同一材料，分别采用不同压实度的方法制备相似材料模型。对这些模型进行试验，得到如下数据：
图2.不同压实度试验结果
从试验结果可以看出，压实度越大，运移强度越低。这是由于压实度较大的材料密度较大，相互间的空隙少，不容易产生运动。因此，在特厚煤层综放开采过程中，应该根据实际情况选取合理的压实度，以规避运动强度过大的风险。
不同顶板厚度试验：
本组试验选取同一材料，分别采用不同厚度的顶板制备相似材料模型。对这些模型进行试验，得到如下数据：
图3.不同顶板厚度试验结果
从试验结果可以看出，顶板厚度的增加有助于规避覆岩移动的风险。随着顶板厚度的增加，运移强度逐渐减小，覆岩稳定性和强度增加。因此，在特厚煤层综放开采过程中，应该根据实际情况选取合理的顶板厚度，以保证采掘安全。
结论：
本文采用相似材料试验的方法，研究了特厚煤层综放开采覆岩运移规律。通过多组试验，得出以下结论：
-岩屑向煤体方向运移的强度与材料的粒度级配有关。对于粒度较大的材料，运移强度较低；对于粒度较小的材料，运移强度较高。
-压实度越大，运移强度越低。
-顶板厚度的增加有助于规避覆岩移动的风险。随着顶板厚度的增加，运移强度逐渐减小，覆岩稳定性和强度增加。
这些结论为特厚煤层综放开采的岩屑控制和安全生产提供了一定的指导意义。同时，这些结论为煤层采掘相关领域提供了参考。