煤炭学报

作者：尹希文,

关键词：浅埋工作面, 超大采高, 切落体, 覆岩结构模型, 矿压规律,

针对浅埋煤层矿压显现强烈，易于发生切顶压架事故的问题，以神东矿区浅埋煤层为例，统计分析了7个矿、30余个综采工作面矿压数据，结果认为，与普通埋深及深部煤层相比，浅埋煤层工作面液压支架载荷大、周期来压步距短、动载系数大。采用钻孔位移计实测分析了上湾矿88 m超大采高工作面覆岩破断及地表岩移特征，破断位置位于工作面后上方，各层位测点呈整体同时破断，破断范围快速波及地表，当工作面推进11 m后，距顶板26 m处测点最大下沉量227 mm，当工作面推进296 m后，地表最大下沉量589 m。对比分析覆岩破断与液压支架工作阻力的对应关系，认为覆岩破断后没有直接与采空区矸石接触，而是形成某种结构并产生缓慢下沉现象。采用相似模拟方法分析了上湾矿88 m超大采高工作面覆岩破断及运动规律，认为正常情况下，呈整体同时破断的块体能够相互铰接并形成结构，当支护质量不足或者遇到地质异常区时，结构易发生整体滑落失稳，导致工作面压架事故。基于以上认识，提出了浅埋超大采高工作面覆岩“切落体”结构模型，分析了切落体结构的稳定条件及失稳类型，认为浅埋煤层覆岩呈整体切落式破断，形成以滑落失稳为主的铰接结构。研究得到了液压支架合理工作阻力计算公式，并以上湾88 m工作面为例进行了验算，结果表明，基于“切落体”结构计算的支架工作阻力能够满足工作面顶板支护要求。“切落体”结构为浅埋煤层液压支架合理工作阻力确定提供了理论依据，丰富了浅埋煤层开采岩层控制理论。

来源：2019年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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