任楼煤矿覆岩破坏移动规律的试验研究主要聚焦于探讨任楼煤矿在综放(综合机械化放顶煤开采)和炮采(炮采放顶煤开采)工作面的顶板岩层移动特征和“两带”高度发育形态。通过实测和相似材料模拟试验,研究得出的数据为合理留设煤岩柱、提高开采上限工作面的安全开采提供了重要的参考依据。研究内容涵盖了覆岩破坏、岩层移动、相似理论、现场观测、模型参数确定以及相似材料配比等多个方面。
具体到技术知识点,以下几个方面是研究的关键:
1. 相似理论的应用
研究中通过相似理论,将现场条件下的岩层厚度、岩性及强度等参数换算成模型中的相应参数,以保证模拟实验的准确性。相似理论是工程模型试验的理论基础,它能保证模型与原型在几何、物理性质、边界条件以及初始条件上相似,以确保模型试验的结论能够合理地推广到实际工程中。
2. 现场观测的重要性
为了更好地了解覆岩破坏移动规律,研究采取了必要的现场观测手段。这些观测包括实测数据的收集,比如顶煤垮落角度、厚度、岩层下沉观测等。通过现场观测能够获取到真实工作条件下的数据,这是确保研究成果可靠性的重要环节。
3. 模拟实验的实现
实验设计采用的是平面模型模拟的方式,涵盖了7212、7211、7311综放工作面和7242炮采工作面。实验中相似材料的选择和配比是关键,需要通过大量试块的力学试验和反复调整来确定最佳配比,以模拟真实岩层的物理力学性质。实验中还使用了微型压力盒、位移计和电阻应变仪等设备来测量和记录岩层移动过程中的应力和位移,进而分析得出岩层的运动规律。
4. 岩层移动特征分析
研究详细记录了综放工作面顶板运动规律,包括顶煤垮落的条件、垮落角度、最大悬顶厚度、垮落步距等。这些特征分析有助于了解岩层移动的模式和潜在危险,为优化开采工艺、减少事故风险提供了科学依据。
5. 提高开采上限和安全开采
研究还特别关注了在提高开采上限条件下,如何保证工作面的安全开采。通过分析覆岩破坏移动规律,研究者能够为煤岩柱的合理留设提供指导,从而提升矿井安全生产水平和资源的有效利用。
整体而言,这项研究不仅在工程技术层面提出了切实可行的改进措施,而且对煤矿行业的安全生产、提高资源回收率具有重要的现实意义和指导价值。通过相似材料模拟试验,我们能够深入理解覆岩破坏的机理,进一步优化煤矿开采设计,降低开采过程中的安全风险,提高整体的经济效益。