密集建筑物下大采深条带开采研究_余学义.pdf

特特殊殊采采煤煤与与矿矿区区环环境境治治理理 密集建筑物下大采深条带开采研究 余学义1， 2，毛旭魏1， 2，鲁楠1， 2，郭强1， 2 1. 西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054; 2. 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西 西安 710054 ［ 摘 要］为了研究密集建筑物下大采深条带开采方案的合理性，以高家堡煤矿一盘区为研究 背景，选取朱家沟村庄下开采为研究对象，基于概率密度函数基本理论分析条带采宽和留宽的合理范 围并提出方案。在保证地表村庄建筑物不发生破坏的前提下，应用威尔逊理论对各个方案的煤柱稳定 性进行初步筛选。应用 FLAC3D数值模拟，对不同采、留宽条带开采参数及开采地表移动变形进行了 预计模拟以确定最终方案，并通过地表沉陷预计软件 YLH－12进行验证。研究结果表明，条带开 采采宽取 120m，留宽 130m，能够实现在地表村庄建筑物下的安全经济开采。 ［ 关键词］大采深; 条带开采; 数值模拟; 地表沉降 ［ 中图分类号］ TD823. 6［ 文献标识码］ A［ 文章编号］ 1006- 6225 201806- 0071- 06 Strip Mining with Large Mining Depth under Densely Construction YU Xue- yi1， 2，MAO Xu- wei1， 2，LU Nan1， 2，GUO Qiang1， 2 1. Energy School，Xi’an University of Science and Technology，Xi’an 710054，China; 2. Ministry of Education Key Laboratory of Western Mine Mining and Disaster Prevention，Xi’an 710054，China Abstract In order to study reasonability of strip mining scheme in deep under densely construction，it taking the first panel of Gao- jiapu coal mine as background，so mining under Zhujiagou village as studying object，strip mining and layout width were analyzed based on probability density function theory and its scheme was put forward. Coal pillar stability of all schemes was selected by Wilson theory on the premise of no failure of surface construction. The last scheme was put forward based on strip mining parameters and sur- face movement deation under different mining and layout width were simulated by FLAC3Dsoftware，and verified by surface subsid- ence estimate software YLH- 12. The results showed that safety and economic mining could realized as mining and layout width were 120m and 130m，respectively. Key words mining in deep; strip mining; number simulation; surface subsidence ［ 收稿日期］ 2018－07－05［ DOI］ 10. 13532/j. cnki. cn11－3677/td. 2018. 06. 017 ［ 基金项目］ 国家自然科学基金资助项目 51874230 ［作者简介］ 余学义 1955－ ，男，陕西定边人，教授，博士生导师，主要从事开采损害及其防护研究。 ［ 引用格式］ 余学义，毛旭魏，鲁楠，等 . 密集建筑物下大采深条带开采研究 ［J］． 煤矿开采，2018，23 6 71－76，93. 据不完全统计，我国 “三下”压煤量达 14Gt， 其中建筑物下压煤量达 8. 76Gt，占整个压煤量的 66［1 ］。随着煤炭工业的不断发展，浅部易采煤炭 资源逐渐减少，开采建筑物下压煤已成为必然的趋 势 ［2－3 ］。有的地区村庄下压煤量大、房屋密集、人 口数量多且因为环境、经济等因素对村庄搬迁不易 实施，在保证地表建筑物不被破坏的前提下使资源 最大化的利用，合理运用条带开采能较好地控制地 表沉陷，保护地表建 构筑物 ［4－5 ］。条带开采是 “绿色环保开采技术”体系中重要组成部分之 一 ［6 ］。 本文以高家堡新建煤矿为背景，对朱家沟村庄 下开采方案进行系统研究。如图 1 所示，首先基于 概率密度函数法给出采宽和留宽的范围，应用 FLAC3D建立深部宽条带开采数值模型，模拟开采 覆岩与地表移动变形规律，并对地表沉陷进行预 计，最终给出大采深密集建筑物下安全开采的方 案 ［7－8 ］。 图 1研究分析方法 17 第 23 卷 第 6 期 总第 145 期 2018 年 12 月 煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol. 23No. 6 Series No. 145 December2018 ChaoXing 1采矿地质条件 高家堡煤矿一盘区位于彬长矿区西北部，处于 侏罗纪黄隆煤田深部，东西长约 4. 0km，南北宽约 3. 0km，面积约 12km2。该区内唯一赋存可采煤层 为 4 号煤层，属结构简单煤层，煤层上限标高为 162m，下限标高为75m，赋存深度在 800～1000m 之间，平均厚度为 6m，平均倾角为 6. 5，属较稳 定的近水平厚煤层，总储量为 46. 68Mt。地层钻孔 柱状图如图 2 所示，煤层直接顶为中粒砂岩和泥 岩，属不稳定顶板;基本顶为中粒砂岩，较稳定; 直接底为泥岩，属不稳定底板;基本底为细粒砂 岩，属较稳定底板。地表为黄土塬川地貌、沟谷纵 横，全区被第四系黄土覆盖，植被条件一般，北部 边缘为泾河河谷。 如图 3 所示，朱家沟村庄位于一盘区的南翼靠 图 2地层主要岩性柱状 近盘区的边界黄土塬区，其中一部分位于边界外， 地形由南向北呈阶梯形台地，村庄位于梁峁平坦塬 区。地表标高在 1200m 左右，地表具有黄土覆盖 层 100～255m。经过详细地面村庄调查，建筑物基 本情况如表 1 所示，村庄房屋总量庞大，全部为村 民自行建造，房屋结构分布不均，类型以砖瓦、砖 木及土木结构为主，无圈梁、未预留变形缝等抗变 形结构，遇下雨、地震等影响，地基容易产生不均 匀下沉。 图 3村庄建筑物边界及压煤边界 表 1村庄建筑物调查统计基本情况 编号房屋结构数量/间保护级别 1砖木结构414Ⅲ 2砖混结构1285Ⅲ 3土木结构242Ⅲ 4砖瓦结构118Ⅲ 5简构109Ⅲ 6仓库15Ⅲ 7居住窑洞14Ⅲ 8废弃窑洞53Ⅲ 合计2250Ⅲ 根据 “三下”开采规范规定 ［9 ］，综合街道 供水、供电等公共设施，确定朱家沟村庄主要建筑 物保护级别为Ⅲ级保护对象，村庄维护带取 10m， 村庄建筑物边界及压煤边界如图 3 所示。村庄下压 覆 4 号煤层沿走向约 1200m，沿倾斜方向宽度约 800m，压覆开采煤层面积约为 1709803m2。据初步 估计，村庄下压覆煤炭可采资源 除去压覆其他 盘区 煤 炭 资 源、断 层 煤 柱 和 大 巷 煤 柱约 50. 023Mt。 因此，针对朱家沟村庄下压煤开采进行合理优 化，在有效提高煤炭资源采出率的同时，还可以减 小地表沉陷对村庄及人民生活造成损害以及产生的 相应赔偿费用。 2条带开采方案理论分析 2. 1概率密度函数法确定开采参数 大采深条件下采用条带开采时，若条带开采宽 度小于 1/3 开采深度，属于极不充分采动类型。通 过对大量的生产实践实测资料分析研究，可知极不 充分采动类型中地表的移动和变形很小，在多个极 不充分开采面之间留设合理宽度的煤柱，可将多个 采空区分隔成独立采空区，在地表形成统一的下沉 盆地。与单采一个工作面相比，地表下沉增加量很 小，作用于采空区中心的地表水平压缩变形将得到 缓解，故可直接用于建筑物下压煤开采 ［10 ］。 极不充分开采地表下沉计算坐标系如图 4 所 示 ［11 ］。 则地表的最大下沉值为 Wmax q 极不充分M 1 式中，Wmax为极不充分开采地表最大下沉值，m; 27 总第 145 期煤矿开采2018 年第 6 期 ChaoXing 图 4极不充分开采地表下沉计算坐标系 q极不充分为极不充分开采地表下沉率; M 为煤层开采 厚度，m。 在方案设计确定采宽尺寸时考虑允许的地表下 沉率与覆岩的物理力学性质，根据体积不变原理， 可得 ML ∫ “ －“ Wmaxexp－π x2 r2 dx Mq极不充分r 2 L q极不充分r q极不充分H tanβ 3 式中，L 为条带开采的宽度，m;r 为主要影响半 径，m; tanβ 为主要影响角正切; H 为上覆岩层厚 度，m。 在覆岩中上部存在坚硬岩层条件下，会出现较 大的离层空间，考虑岩土层的碎胀性与离层空 间 ［12－13 ］，式 3 可以修正为 L q极不充分 1 － k H tanβ 4 式中，k 为岩土层的碎胀系数，一般取 0. 5。 多条带开采时采用定采留比，如果煤柱宽度与 开采宽度之和为 0. 7r 时，一个条带开采后的最大 压缩变形与另外两个条带产生的最大拉伸变形叠 加，使得地表变形变小 ［14 ］。根据概率密度函数法 可计算出在开采单一条带工作面时，压缩变形最大 为 ε max － 2π bWmax r 5 距开采边界 0. 7r 处，地表拉伸变形最大为 ε － max 0. 94π b Wmax r 6 式中，ε max为最大压缩变形，mm/m; ε － max为最大拉 伸变形，mm/m; b 为水平移动系数。 多条带开采后的地表最大变形叠加后的值为公 式 5与公式 6 相加可得 ε － 2π b Wmax r 2 0. 94π b Wmax r － 0. 12πb Wmax r 7 式中， ε 为叠加后水平变形，mm/m。 对于多条带开采叠加原理预计地表变形，由 7式计算后地表变形值趋近于零，使得地表下 沉盆地均匀平缓，所以采、留宽之和最优值为 0. 7r，最大不超过 0. 94r［14－15 ］，即 a L 最优 0. 7r a L 最大≤ 0. 94r { 8 式中，a 为煤柱宽度，m。 在确定保留煤柱的宽度时，保留煤柱应大于 0. 12H。威尔逊三向应力法表明 屈服区宽度 X0与 开采厚度 M 和开采深度 H 有关，其表达式 X0 0. 00492MH a ≥ 2 X0 B { 9 式中，B 为核区宽度，m。 根据彬长矿区大量开采实践证实在大采深条件 下，极不充分采动与充分采动条件下的影响范围相 近，同时考虑到地表砖木、砖土瓦结构房屋抗变形 能力较差，确定主要影响角正切值 tanβ2. 0。 根据 “三下”开采规范规定及前期地面入 户调查 ［9 ］，砖混、砖瓦木结构房屋，在地表变形 达到Ⅰ级损害时就会受到损坏，而土木结构房屋抗 变形能力更差，考虑煤层埋深为 1000m，确定地表 水平变形极限值按1. 5mm/m 计算; 地表倾斜变形 极限值按 2. 0mm/m 计算;曲率影响非常小，不考 虑曲率影响;允许地表下沉率为 0. 12。将以上参 数代入公式 4和公式 9可算出 条带工作 面开采宽度在 120～130m 之间; 煤柱宽度在 120～ 150m 之间可保证地表不会出现波浪下沉。结合可 开采区域宽度提出开采方案如表 2 所示。 表 2各个开采方案及煤柱安全系数 方案采宽/m留宽/m 煤柱安全 系数 k 面积 采出率 11201201. 670. 571 21201251. 720. 561 31201301. 770. 552 41201351. 810. 471 51201401. 860. 462 61251251. 690. 571 71251301. 740. 562 81251351. 780. 552 91251401. 830. 472 101251451. 870. 463 111301301. 710. 500 121301351. 750. 491 131301401. 800. 481 141301451. 840. 473 151301501. 880. 464 37 余学义等 密集建筑物下大采深条带开采研究2018 年第 6 期 ChaoXing 2. 2煤柱稳定性分析 工作面开采前，煤层上的应力为原岩应力，分 布基本上是均匀的; 工作面开采后，煤层的原始应 力遭到破坏，使得煤柱上方应力重新分布，由均匀 分布变为非均匀分布，并集中作用在煤柱上，所以 煤柱的强度在安全开采中起着重要的作用。国内外 有关煤柱强度计算理论可以分为有效区域理论 Rowland，1969 、 Richards，1978 ;压力拱理 论 Woodruff，1966 ; 威尔逊理论 A. H. Wilson， 1972 ;核区强度不等理论 Grobbelaar，1970 、 Mezel，1972 ;大板裂隙理论 白矛，1982 ; 极限平衡理论 K. A. 阿尔拉麦夫 。 威尔逊理论建立在煤柱的三向应力特性基础上进 行煤柱强度计算，以煤柱本身的极限强度作为煤柱屈 服区与核区界面处的极限应力具有客观性，故条带开 采方案选择根据威尔逊理论对采宽、留宽及煤柱稳定 性进行进一步分析筛选。一般情况，稳定的煤柱有核 区 弹性区 和屈服区 塑性区 ，威尔逊理论推导 满足应力微分平衡方程为基础，具有理论严密性，在 计算时，核区与屈服区计算方法也不同 ［ 16－17 ］。 长煤柱极限承载能力 Fc 40Hγ a － 4. 92MH 10 －3 10 式中， γ 为覆岩平均容重，kN/m3。 煤柱分担荷载计算 Fd 10γ Ha L 2 2H － L 0. 6 [] 11 各个方案根据公式 10和 11计算出煤 柱安全系数见表 2。 条带开采中安全系数临界值一般为 1. 5。经过 对生产实践分析攀煤集团太平煤矿在 90 年代用 条带方法开采职工宿舍下煤柱，开采结束后的第二 年地表建筑物开始破坏，到 6 年以后整个建筑物报 废。主要原因有两点 一是两个近距离煤层开采的 扰动; 二是煤柱受采空区水的浸蚀、自然氧化，降 低了煤柱的支撑能力。陕西澄合矿区过去条带开采 村庄下煤柱，几年后几乎所有的房屋都受到了不同 程度的损坏。可见对煤柱的安全系数取值偏低，没 有保证煤柱的足够稳定性，使煤柱破坏不能起到有 效的支撑作用，导致地表剧烈变形。所以，提高现 用的煤柱安全系数是必要的，考虑到朱家沟村庄下 开采煤层属于大采深厚煤层开采，且地表巨厚松散 层加载作用，故取煤柱安全稳定性系数为 1. 75。不 同采、留宽条件下的煤柱稳定性因素应满足 保留 煤柱应大于 0. 12H，煤柱长宽比3，煤柱宽高比5。 在上述所有方案中煤柱长宽比、煤柱宽高比均 满足要求。但方案 1、方案 2、方案 6、方案 7、方 案 11 中的煤柱安全系数不能满足要求。在有限的开 采区域内可以保证房屋安全的前提下，方案 3 相比 其他方案可以多布置一个工作面，所以面积采出率 最高，煤炭资源采出效益最好。因此通过初步比选， 对方案 3、方案 8、方案 12 进行数值模拟比较。 3条带开采方案数值模拟分析 3. 1模拟参数 利用 FLAC3D软件进行模拟，模型计算中针对 岩土性质，强度准则采用了摩尔库伦准则，边界 采用位移边界条件。模型坐标系采用直角坐标系， xoy 平面取为水平面，z 轴为铅直方向，向上为正。 以煤层走向为 x 轴，倾向为 y 轴，重力方向为 z 轴。根据地层综合柱状图进行了相应简化，从地表 往下各层岩层的物理力学参数见表 3。 表 3岩层物理力学参数 岩石名称 厚度/ m 弹性模量 /GPa 泊松比 内摩擦角/ 黏聚 力/MPa 单轴抗拉 强度/MPa 密度/ kgm －3 表土层2404. 530. 44232. 200. 001450 泥岩10016. 880. 2238. 773. 781. 72440 砂质泥岩7021. 320. 2239. 683. 732. 252480 粗粒砂岩707. 840. 2236. 181. 731. 442320 中粒砂岩12013. 480. 2338. 842. 241. 232400 粗粒砂岩607. 840. 2339. 662. 801. 832490 中粒砂岩20013. 000. 2138. 623. 591. 832460 砂质泥岩2020. 060. 2136. 953. 471. 762550 中粒砂岩2021. 300. 2237. 893. 701. 952440 砂质泥岩1015. 670. 2538. 002. 861. 472530 基本顶2015. 810. 2338. 76 3. 161. 182480 直接顶2021. 300. 2237. 893. 701. 952440 煤层61. 000. 4225. 001. 000. 502400 煤层地板2014. 200. 2336. 753. 381. 502560 47 总第 145 期煤矿开采2018 年第 6 期 ChaoXing 3. 2模拟结果分析 方案 3，8，12 数值模拟出的地表移动变形统 计见表 4。 表 4采出率不同时数值模拟结果 方案 倾斜变形/ mmm －1 水平变形/ mmm －1 水平移动/ mm 下沉/ mm 30～1. 3－0. 5～0. 60～1700～－510 80～1. 6－0. 6～0. 70～1800～－630 120～1. 9－0. 7～0. 90～1900～－760 在采深与采高相同时，地表的主要移动参数与 条带的采宽有关 留宽一定时，随着采宽的增大， 地表沉降量也随之变大，下沉系数增高; 采宽一定 时，留宽越大，地表沉降量随之减小，下沉系数降 低。方案 3 所有指标均符合设防标准，方案 8 和方 案 12 地表倾斜最大值已经接近所设标准。考虑地 表湿陷性黄土层产生随机裂缝的可能和资源有效利 用率，对地表建筑物产生的威胁性比较大，在有更 安全的方案的前提下不建议采用方案 8 和方案 12。 数值模拟方案 3 的下沉图和塑性区图如图 5、 图 6 所示，在模拟中对上覆岩层进行了分层监测， 得到方案 3 不同层位上下沉曲线，如图 7 所示。 图 5 3 个工作面模拟回采结束后下沉 图 6 3 个工作面模拟回采结束后塑性区 1模拟开采后地表最大下沉约为 510mm， 塑性区发育高度约为 110m，煤柱核区宽度约为 76m，核区率满足煤柱稳定性的要求。 2上覆岩层由下向上依次冒落，岩层移动 范围逐渐扩大，移动值逐渐减小，由于各岩层的特 性不同，所以上下位岩层出现非均匀下沉和离层。 3开采结束后由于留设煤柱的支撑作用， 在一定距离内上覆岩层成波浪形下沉 导水裂缝带 中上部即距煤层的距离为 80m 处覆岩下沉呈现波 图 7方案 3 不同剖面线上下沉曲线 浪起伏状; 弯曲下沉带下部即距煤层 150m 处，岩 层下沉呈现的波浪幅度减弱;当距煤层 300m 即 约 1/3 采深处时，处于洛河组巨厚砂岩位置， 波浪起伏消失，下沉形态呈现基本平缓。 4地表下沉曲线、距煤层 800m 下沉曲线和 距煤层 700m 下沉曲线 3 条曲线下沉形态和移动范 围基本一致，是因为地表存在 200m 左右的黄土 层，在下位岩层下沉后上位的黄土层随即下沉，但 存在碎胀性和压力的不同，才会产生不同的下沉 值，但其不同层位产生的下沉形态相似。 4地表移动变形预计分析 应用普适模型开发研制的地表沉陷预计软件 YLH－12能够进行动态预计地表沉陷过程，并 将计算数据通过图形数据转变为全盆地地表移动变 形等值线分析图，分析开采地表沉陷对建筑物产生 的影响。 4. 1地表移动静态分析 预计参数是进行地表移动变形预计的关键，彬 长矿区亭南煤矿在一盘区开采期间对 101，103， 109，111，113 条带工作面开采进行了地表移动观 测，得到了条带开采地表移动参数;在二盘区 204，205，206 工作面开采期间也进行了地表移动 观测，得到了全采条件下的地表移动参数。结合彬 长矿区其他矿井地表移动观测成果和高家堡煤矿地 质采矿和地形条件，应用类比法确定地表移动变形 的概率积分预计参数预计为 下沉系数 q全0. 38; 水平移动系数 b全0. 30; 主要影响范围角正切 tanβ全2. 0; 拐点偏移距 d0. 05H。 根据分段计算地表移动变形等值线图分析，分 57 余学义等 密集建筑物下大采深条带开采研究2018 年第 6 期 ChaoXing 段开采后地表下沉等值线图如图 8 所示。 图 8全盆地地表下沉等值线 4. 2地表移动动态分析 地表移动活跃期的长短主要取决于开采深度、 开采高度、覆岩岩性、充分开采程度等因素。如表 5 所示，彬长矿区充分采动条件下地表活跃期一般 在 200d 左右，非充分采动条件下地表活跃期相对 较短。 由于朱家沟村庄下条带开采深度大，开采高度 小，在单一工作面开采条件下地表可能不会出现活 跃期; 在非充分采动条件下地表活跃期应不大于 2 个月; 在多个工作面开采条件下地表沉陷活跃期在 3 4 个月范围。按预计地表沉陷最大值 513mm， 日 推进速度6m / d， 下沉速度系数1. 7计算， 最大 表 5彬长矿区地表移动活跃期 观测煤矿观测开采工作面开采高度/m 最大下沉速度/ mmd －1 沉陷活 跃期/d 采动程度 燕家河煤矿8211 工作面3. 421. 8213 下沟煤矿ZF2404 工作面9. 410. 5199 亭南煤矿204/205 工作面6. 07. 439/168 充分采动 亭南煤矿303 工作面6. 52. 3362非充分采动 下沉速度在 5mm/d 左右，表明地表沉陷活跃期地 表下沉缓慢，对地表建筑物起到了很好的保护作 用。 采用地表沉陷预计软件 YLH－12考虑了采 深、岩性对下沉影响时间系数，其地表沉陷总时间 达 5a 以上，而一般在开采 2a 即可完成 80以上的 地表下沉量，之后的地表沉陷属于残余沉陷。这种 情况表明一是在大采深条件下地表沉陷时间较 长，沉陷速度一般缓慢，对地表建筑物影响很小; 二是预计的地表最大下沉值要比地表实际观测小， 地表建筑物将更为安全; 三是采用这种评价方法也 是考虑地层断裂构造、松散层加载及关键层断裂等 因素对地表沉陷的影响，同时考虑了地表建筑群密 集且抗变型能力较差等因素。 5结论 1以高家堡煤矿朱家沟村庄下开采为背景， 采用理论计算、数值模拟确定采用采 120m 留 130m 的开采方案，条带开采回采率达到 55. 2， 可以保证大采深条件下工作面煤柱安全稳定。 2经过数值模拟和概率积分预计，条带工 作面开采后，预计地表下沉盆地平缓，不会出现波 浪起伏变形情况，沉降预计结果为 地表最大下沉 量在 600mm 以内，最大水平移动在 150mm 以内， 最大水平变形小于 1. 5mm/m，主倾斜变形小于 1. 2mm/m，保证条带开采引起的地表建筑物损害 在Ⅰ级范围内。 3密集村庄下条带开采的系统评价方法是 基于地表沉陷的长期性、特殊性、受多因素影响的 随机性及建筑物长期安全稳定性要求进行分析，在 理论分析的基础上加有工程类比，这种系统分析方 法对新建矿井初期开采确定方案具有指导意义。 4由煤柱引起的下沉曲线呈波浪状对称， 且随距煤层距离增大，波浪幅度逐渐减小，当距煤 层的距离为 300m 时，即约 1/3 采深处，覆岩下沉 波浪状基本消失，呈现平缓下沉，即在彬长矿区条 件下开采洛河组砂岩对地表移动起到关键控制作 用。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 张华，孙中光，李少刚，等 . 综采工作面软岩煤巷围岩变 形原理及控制技术 ［J］． 煤矿安全，2015，46 3 234－ 236. ［ 2］ 高明中，余忠林 . 煤矿开采沉陷预测的数值模拟 ［J］． 安徽 理工大学学报 自然科学版，2003，23 1 11- 17. ［ 3］ 郭仓，谭志祥，邓喀中，等 . 深部宽条带协调开采技术及 工程应用 ［J］． 煤矿安全，2013，44 1 80－82. ［ 4］ 钱鸣高，许家林，缪协兴 . 煤矿绿色开采技术 ［J］． 中国矿 业大学学报，2003，32 4 343－348. ［ 5］ 代进洲，翟英达，孟涛 . 条带开采工作面煤柱合理宽度的 确定 ［J］． 煤炭科学技术，2014，42 2 27－29. ［ 6］ 陈俊杰，邹友峰 . 深部开采条件下保护煤柱备用尺寸的确定 方法 ［J］． 煤炭工程，2005 7 32－33. ［ 7］ 朱建明，徐秉业，朱峰，等 . FLAC 有限差分程序及其在矿 山工程中的应用 ［J］． 中国矿业，2000，9 4 78－82. 下转 93 页 67 总第 145 期煤矿开采2018 年第 6 期 ChaoXing 图 9微震事件分布 全回采提供了实践参考。 5结论 1通过数值模拟分析发现，如不对上覆 4 号煤采空区顶板进行弱化处理，在下层 6 号煤工作 面回采过程中会发生上覆房柱采空区顶板的突然大 面积垮落，产生强动压危害。 2在 6105 工作面切眼内进行了深孔爆破强 制放顶，取得了良好的效果工作面推进至 35m 时，发生初次来压，支架后方顶板垮落充分。 3在 6105 工作面两巷内向 4 号煤房柱采空 区顶板打钻进行了定向水压致裂，使得工作面回采 过程中 4 号煤采空区顶板超前工作面发生了垮落， 避免了动压灾害事故的发生。 4在 6105 工作面安装了微震监测系统，实 时监测了上覆 4 号煤采空区顶板的垮落情况，对工 作面的安全回采提供了监测和预警作用。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 尚晶志，付兴玉，李凤明，等 . 房式采空区集中煤柱下动载 矿压灾害防治技术 ［J］． 煤矿开采，2016， 21 3 112－116. ［ 2］ 付兴玉 . 房式采空区下伏煤层开采动压灾害发生机理及其控 制 ［D］． 北京 煤炭科学研究总院，2016. ［ 3］ 冯彦军，康红普 . 定向水力压裂控制煤矿坚硬难垮顶板试验 ［J］． 岩石力学与工程学报，2012，31 6 11148－1155. ［ 4］ 李浩荡，杨汉宏，张斌，等 . 浅埋房式采空区集中煤柱下 综采动载控制研究 ［J］． 煤炭学报，2015，40 S1 6－11. ［ 5］ 鞠金峰 . 浅埋近距离煤层出煤柱开采压架机理及防治研究 ［D］． 徐州 中国矿业大学，2013. ［ 6］ 付兴玉，李宏艳，李凤明，等 . 房式采空区集中煤柱诱发动 载矿压机理及防治研究 ［J］． 煤炭学报，2016，41 6 1375－1383. ［ 7］ 鞠金峰，许家林 . 浅埋近距离煤层出煤柱开采压架防治对策 ［J］． 采矿与安全工程学报，2013，30 3 323－330. ［ 8］ 管增伦 . 老窑复合采空区下煤层安全开采技术研究 ［J］． 中 国煤炭，2017，43 9 51－54. ［ 9］ 解兴智 . 浅埋煤层房柱式采空区下长壁开采覆岩活动规律研 究 ［D］． 北京 煤炭科学研究总院，2013. ［ 10］ 顾铁凤. 房采采空区上方近距煤层反程序开采数值仿真 ［J］． 煤矿开采，2011，16 1 32－35. ［ 11］ 夏永学，潘俊锋，王元杰，等 . 基于高精度微震监测的煤岩 破裂与应力分布特征研究 ［J］． 煤炭学报，2011，36 2 239－243. ［责任编辑 潘俊锋］ 檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶 上接 76 页 ［ 8］ 谢和平，周宏伟，王金安，等 . 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