在地面机械施工载荷作用下,露天矿山下伏采空区顶板安全厚度不足时,将诱发采空区顶板产生突发性冒落和引起地表塌陷,对采空区上方作业人员和采掘设备构成潜在安全隐患。以安太堡露天煤矿下伏采空区工程为背景,应用FLAC3D构建三维数值计算模型,分析了在不同开挖高程下的采空区地表施加机械施工载荷作用下下伏采空区顶板变形破坏效应,提出了房柱式采空区破坏模式和采空区顶板稳定性判定依据。通过对下伏采空区顶板及采空区煤柱损伤破坏区域、应力集中程度和主应力值变化情况进行计算分析,并通过各监测点位移变化曲线,揭示了机械施工载荷作用下,采空区顶板及采空区煤柱的变形破坏过程和损伤演化特征,确保工程的安全施工。
以平煤股份六矿戊9-10-22310工作面为研究对象,从上位煤层开采、围岩特性、构造带和支架工作状态等多方面分析采空区下近距离煤层工作面顶板失稳原因,提出采用顶板铺网、注浆加固和其他辅助措施控制顶板,以保证工作面安全高效回采。
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