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巨厚煤层放顶开采上覆岩层应力变化规律研究
巨厚煤层放顶开采是一种常见的煤矿采矿方法，它的特点是在煤层上方保留一定的厚度的覆岩层，以减轻上覆岩层的压力和支护工作量。然而，放顶开采对上覆岩层的应力分布产生了一定的影响，这对煤矿的安全生产和岩层稳定性具有重要意义。本文将主要研究巨厚煤层放顶开采条件下上覆岩层应力变化规律。
首先，巨厚煤层放顶开采过程中，上覆岩层的应力分布受到煤层开采压力的影响。煤层厚度和上覆岩层的强度是影响应力分布的主要因素。随着煤层厚度的增加，上覆岩层的压力会相应增加，导致岩层的受力状态发生变化。另外，岩层的强度也会影响应力的分布。强度较高的岩层能够承受更大的压力，从而降低上覆岩层的应力水平。
其次，巨厚煤层放顶开采还会对上覆岩层的应力传递路径产生影响。在传统的煤层开采中，煤层的压力主要通过煤柱传递至上覆岩层，使得上覆岩层的应力集中在煤柱的两侧。然而，在放顶开采中，随着煤层的开采进展，煤柱逐渐消失，使得上覆岩层的应力传递路径发生变化。煤层开采压力通过煤岩体与上覆岩层的接触面传递，使得上覆岩层的应力分布更为均匀。因此，巨厚煤层放顶开采相比传统开采方法能够减轻上覆岩层的应力集中现象。
第三，适当的支护设计也可以减轻上覆岩层的应力。在巨厚煤层放顶开采中，支护工作是确保煤矿安全和岩层稳定性的重要环节。合理的支护设计能够分担上覆岩层的荷载，减轻应力的集中。常用的支护方式包括钢架支护、锚杆支护和固定钻孔支护等。通过合理选择支护方式和参数，能够有效降低上覆岩层的应力水平，提高煤矿的安全性。
综上所述，巨厚煤层放顶开采下上覆岩层的应力变化规律主要受到煤层开采压力、岩层强度和支护措施的影响。通过对这些因素的研究，能够得出优化的煤层开采方案和支护设计，从而提高煤矿的安全生产和岩层稳定性。需要注意的是，本文只是对巨厚煤层放顶开采下上覆岩层应力变化规律的初步研究，还有许多问题有待进一步深入研究，如上覆岩层的破坏机制和稳定性分析等。