[科普中國]-控頂距

控頂距是指工作面支架支護的空間寬度，顯然控頂距愈大，頂板的撓曲變形量大，底板的鼓起量也大。為了保證某大型礦井特厚煤層分層開采時工作面的圍巖穩(wěn)定,并解決因開采帶來的地表沉陷問題,針對該礦充填開采的特性,分析了不同分層開采高度、不同控頂距條件下工作面周圍巖體的應(yīng)力特征和位移特征,研究了分層高度和控頂距對采場圍巖穩(wěn)定性的影響。

簡介控頂距是指工作面支架支護的空間寬度，顯然控頂距愈大，頂板的撓曲變形量大，底板的鼓起量也大。為了保證某大型礦井特厚煤層分層開采時工作 面的圍巖穩(wěn)定,并解決因開采帶來的地表沉陷問題, 針對該礦充填開采的特性,分析了不同分層開采高 度、不同控頂距條件下工作面周圍巖體的應(yīng)力特征和 位移特征,研究了分層高度和控頂距對采場圍巖穩(wěn)定 性的影響。

開采的高度和控頂距研究如果開采高度過高,會在左上角也形成破壞區(qū),這是由于模型邊界過小,填充體和巖體材料力學(xué)參數(shù)相差太多,根本不是一個級別造成的。整個破壞區(qū)域大致分為六個:采空區(qū)的頂板巖層及底板巖層、工作面控頂區(qū)域的頂板巖層及底板巖層、工作面前方煤壁、工作面前方老頂巖層。其中五個是連通的(采空區(qū)的頂板巖層及底板巖層、工作面控頂區(qū)域的頂板巖層及底板巖層、工作面前方煤壁)。

表 2 是不同方案條件下采場圍巖最大應(yīng)力及頂?shù)装逦灰频臄?shù)據(jù)。從表 2 看出,最大頂板下沉量是采高 6 m、控頂距 12 m 時,下沉量達 0.247 m,此時底板底鼓量為 0.041 m。從表 2 可以基本得出這樣結(jié)論:該礦背景條件下,頂板下沉量受采高影響為主,底板底鼓量受控頂距影響較大。

從此結(jié)果看出,開采高度和控頂距對采礦安全的影響非常明顯。隨著開采高度和控頂距的增大,工作面周圍圍巖的破壞區(qū)越來越大,鉛垂應(yīng)力峰值向工作面深部移動。在工作面前方,形成了破壞區(qū),這是塑性求解和彈性求解的不同;采用彈性算法在工作面處的應(yīng)力要大于再往深部的;但是塑性求解工作面由于進入破壞區(qū)、應(yīng)力降低,再往里面應(yīng)力會漸升高、再降低,最后進入原巖應(yīng)力區(qū)。因此,尋找合理的采高和控頂距對于采礦安全非常重要。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

段東 - 副教授 - 太原理工大學(xué)