依据济宁三号煤矿十二采区工作面地质条件及开采参数,对上解放层工作面开采过程进行实验室相似模拟,结合现场实测结果分析上解放层开采对下煤层的卸压作用。研究结果表明:开采解放层后下方煤岩层发生膨胀变形,破坏其完整性,释放了大量弹性能,被解放层煤层应力得到释放,最大应力释放率19.2%,起到了良好卸压效果;通过实测结果计算可得工作面走向卸压角为77°,倾向卸压角为79°。

针对某矿冲击矿压频繁的现象,运用FLAC3D数值模拟软件分析研究了该矿58煤、60煤解放层开采的卸压效果。结果表明:开采上解放层58煤时,底板塑性区范围向下最大达到24 m,未扩展到60煤层,但应力降低范围达到了60煤层及其顶底板,起到一定的卸压作用;开采下解放层60煤时,底板塑性区范围向上最大达到45 m,扩展到58煤层底板,对58煤起到很好的解放作用。鉴于该矿实际条件,应先开采60煤解放层,可对58煤起到极好的解放作用,降低冲击发生频率,模拟结果为保护层开采有效预防与控制冲击矿压灾害提供理论