● 摘要
露天—井工联合开采可以充分发挥露天与井工开采的优势，实现资源大规模开采的同时，提高资源采出率，因此越来越多的在煤矿特别是露天矿后期开采中得到应用。在露井联采过程中两种开采模式的相互干扰，会产生一系列新的技术问题，主要表现为开采模式交界处两种开采方式的相互影响以及由此带来的露天矿边坡及边坡下井工矿大巷的稳定问题。本文以平朔露井联采矿区安家岭露天矿、安家岭2号井工矿联采模式为背景，利用理论分析、数值模拟、相似模拟等方法对联采过程中出现的边坡破坏及边坡下大巷的破坏进行了研究。随着井工矿工作面的开采，煤层上部岩层逐渐垮落，本文在分析露井联采矿井两种模式交互方式的基础上提出了利用井工矿矿山压力与岩层控制中关键层的概念，建立将上部边坡与下部煤层作为整体考虑的露井联采模式下的关键层板模型。将关键层看作弹性地基上的板，分析关键层的受力以及关键层破断对边坡下大巷和上部边坡的影响，确定影响大巷及边坡稳定的主要因素。在边坡下大巷稳定方面，揭示了关键层破断与大巷受力存在正相关，提出了利用关键层的破断位置来确定井工矿工作面停采线位置的方法。数值模拟及相似模拟表明在大巷围岩上部一定范围内的关键层破坏前停止工作面开采，可以较好的保证大巷的安全稳定。由此确定2号井工矿工作面停采线应该在距离辅运巷73m之前，并最终确定停采线位置为距离辅运大巷80m。在边坡稳定方面，揭示了关键层破断产生的从关键层直至地表边坡的贯通裂缝对边坡变形起控制作用，裂缝两侧的边坡位移呈现不同的移动方向及移动规律。受到贯通裂缝的影响，边坡的破坏机制发生了变化，标高+1379m以上边坡位移方向指向采空区，台阶破坏以下沉为主。标高+1379m以下边坡位移方向为垂直于台阶水平向外，台阶可能发生倾覆破坏。资源绿色开采需要实现资源开采与环境的相互协调，如何充分发挥露天与井工开采技术的优势互补，同时将两种开采模式的相互干扰最小化是露井联采技术实施过程中需要解决的问题。本文通过对露井联采矿井中边坡及大巷稳定的分析，保证了平朔矿区多个露井联采矿井的安全、高效生产，取得了较好的效果。