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北皂煤矿油页岩上行开采对软岩巷道的影响分析及支护对策

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北皂煤矿油页岩上行开采对软岩巷道的影响分析及支护对策2011年第7期煤炭工程北皂煤矿油页岩上行开采对软岩巷道的影响分析及支护对策王泮飞,刘国磊,袁承录,高兆利(1.龙口矿业集团北皂煤矿,山东龙口265700;2.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083)摘要:针对北皂煤矿油页岩上行开采软岩巷道变形较严重的问题,采用UDEC数值模拟软件对煤2层开采后煤1油2层的应力状态和变形规律进行分析,得出煤1油2层在对应煤2层煤壁前方20m至煤壁后方约30m范围内产生明显的塑性破坏和拉伸破坏。对回采巷道的围岩变形情况进行了监测分析,得到了软岩巷道的围岩变形特征为:巷道变形表现为环向受压,且为非对称性;超前支撑压力的明显影响范围为30m左右,据此提出了采动区内软岩巷道支护技术方案。关键词:油页岩;上行开采;软岩巷道;稳定性;北皂煤矿中图分类号:TD322.4;TD83文献标识码:A文章编号:1671—0959(2011)07-0053-03l工程概况北皂煤矿是褐煤与油页岩共生的矿井,主要可采煤层为煤2、煤4。油页岩为煤1层直接底板,其发热量和焦油产率较高,是一种经济、环保的绿色原料。矿井投产初期由于油页岩开采中存在着硬度高、开采技术复杂、开采成本高、销售困难等问题,原煤炭工业部1986年批复缓采。随着采矿技术的进步和油页岩炼油技术的成熟,北皂煤矿自2005年开始进行油页岩上行开采技术研究。北皂煤矿煤系地层属于“三软”地层,其中煤1平均厚度为0.84m,油2为泥质胶结,致密坚硬、层状结构,韧性大,平均厚度为3.72m,煤1油2合采。油页岩上行开采规划区为三采区,面积约为0.78km,包括1301、1302、1303和1304工作面,均采用综采工艺,其中1301工作面为油页岩回采的首采面。煤2层和煤4层先于煤l油2开采,煤2层位于煤1层底板以下23.08m,煤4层位于煤1底板以下82m。2下部煤层开采后煤1油2层应力场与变形规律数值模拟煤2层距离煤1层底板较近,其开采对煤1和油2的整体性影响较大,而煤4层距离煤I层较远,煤1油2层位于煤4开采时所形成的整体移动带中,对煤1油2层开采影响不大。2.1数值模拟计算根据油页岩地层情况建立油页岩上行开采数值模型,所建模型水平方向长度为300m,垂直方向为102m,其中煤2层厚度为4m,煤1油2层厚度为5m。模型水平方向两侧及下部

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