浅埋薄基岩工作面水砂溃涌通道形成机理 论文

神东矿区首层煤炭资源赋存浅、煤层厚、开采强度大，厚松散含水层和薄基岩共存的地质条件导致工作面溃水溃砂事故多次发生。为了研究浅埋薄基岩工作面溃水溃砂致灾原因，采用现场实测、理论分析、相似模拟等方法研究了工作面切顶压架导致基岩裂隙导通工作面与含水松散层的发生机理。建立了覆岩组合承载结构模型，论证了“主控层-软弱层”组合承载结构模型在神东矿区浅埋薄基岩工作面覆岩破断过程中的适用性与合理性，通过组合承载结构模型对神东矿区浅埋薄基岩工作面覆岩组合结构稳定性进行了分析并推导了覆岩组合结构滑落失稳判据，揭示了冲击荷载形成条件并给出了最大冲击荷载计算方法。利用相似材料模拟实验开展了基载比分别为0.625，0.750，0.875，1.125四种工况的相似模拟实验，研究不同“基载比”条件下覆岩结构破坏规律，实验结果表明基载比对主控岩层破断步距的影响方面:初次来压前4类工况中直接顶均发生初次破断冒落，当基载比为0.875~1.150时，直接顶初垮步距及冒落厚度增幅减小;当基载比为0.750~1.125时，初次来压步距呈现增大趋势，直接顶冒落厚度呈现减小趋势;当基载比由0.625增加至1.125过程中周期来压