高头·煤矿河流下浅埋煤层安全开采技术(2)

与此同时，还要按照一定的相似比来推进试验中工作面的进度，若想达到工作面年产400万吨的设计目标，则实际工作面每天至少要推进10m才能按时完成。

3.3 相似材料试验主要结论

通过对相似模拟实验进行分析，可以总结出以下几方面的结论：

①在目前所具备的顶板条件之下，顶板的初次垮落步距在35~40m范围以内，当采高保持在3m时，顶板初次垮落步距为35m，而当采高维持在5m或是7m的时候，顶板的初次垮落步距则为40m。

②无论采高是3m还是7m，向下顶板的周期垮落步距都维持在10~15m。

③采高为3m之时，上覆岩层垮落带高度相对应为15m，导水裂隙带高度则维持在48m；按同样的比例可计算出，当采高上升到7m的时候，上覆岩层垮落带高度上升到32m，导水裂隙带高度值则为94m。

4 结论

综上所述，本文通过借助相似材料模拟实验以及精确的数值计算，对高头窑煤矿河下采煤过程中上覆岩层垮落带和导水裂隙带的分布及演化规律进行了系统的分析和研究，并获得了如下主要结论：

①通过相似模拟实验的分析，采高在3m以及7m的情况下，向下顶板的周期垮落步距保持在10~15m范围之内，其初次垮落步距则维持在35~40m，即采高3m时，顶板的初次垮落步距为35m，而当采高为7m的时候，顶板初次垮落步距则为40m。

②按照规程预测高头窑煤矿煤层开采时，采高为3m时，导水裂隙带高度为44.6m；采高7m时，导水裂隙带高度为73m。

按照相似材料模拟结果，采高为3m之时，上覆岩层垮落带高度相对应为15m，导水裂隙带高度则维持在48m；同样的比例，当采高上升到7m的时候，上覆岩层垮落带高度上升到32m，导水裂隙带高度值则为94m。

③通过综合比较分析，高头窑煤矿采煤时的裂采比为15（针对水多湖川和大哈他土沟下），当采高为3m时，导水裂隙带高度保持在45m左右；当采高为7m时，导水裂隙带高度则随即上升到105m。

④为有效控制住导水裂隙带高度，以保证河流下浅埋煤层开采的安全性，就一定要对水多湖川和大哈他土沟河下开采的2-3层煤层的采高进行严格控制。

⑤3-1煤层在水多湖川下平均厚度3m左右，最厚的J304煤厚达4m。虽然按照裂采比15计算，导水裂隙带高度达60m，也会沟通2-3煤层的采空区。但这种概率比较小。从提高资源回收率的角度，建议3-1煤层开采实施全高开采，不建议限高开采，但需及时做好2-3煤采空区老窑水防探水工作，如存在老窑水，要提前做好老窑水的疏放工作，保证3-1煤的安全开采。

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参考文献：

[1]李常文，汪锐，何孜孜，刘志洁.高头窑煤矿河下开采导水裂隙带高度的试验研究[J].煤矿安全，2011，03.

[2]赵忠理，张明，胡川，刘志仲.高头窑煤矿河流下浅埋煤层综放开采安全限采研究[J].中国安全生产科学技术，2011，05.

[3]牛学军.长清矿区开采对黄河水利工程和环境的影响研究[D].山东科技大学硕士论文，2009，.

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