煤炭学报

作者：于斌, 杨敬轩, 刘长友, 高瑞,

关键词：特厚煤层, 坚硬顶板, 顶板来压, 能量变分, 支架围岩关系,

特厚煤层开采形成的采场空间大，覆岩扰动范围广，采场顶板来压具有明显的大小周期来压及强矿压显现特点。大空间采场覆岩扰动层位多、岩层间作用机制复杂，顶板破断块体间的作用力及方向多变，导致大空间采场覆岩结构理论分析存在较大难度。为从理论上揭示特厚煤层大空间采场覆岩结构特征及其矿压作用机理，在实测分析得到大空间采场覆岩结构特征基础上，基于能量变分原理建立了大空间采场覆岩结构力学模型，揭示了大空间采场覆岩结构的矿压作用机制;建立了大空间采场覆岩结构条件下的“煤体-支架”协同承载模型，得到了采场支架围岩的相互作用关系。研究表明，特厚煤层开采形成的大空间采场覆岩具有显著的“低-中-高”层位结构特征，是采场复杂矿压显现的直接诱因，“中-低”位顶板结构失稳形成采场大小周期来压，高位顶板结构的失稳联动是诱发大空间采场强矿压显现的主要因素;覆岩结构的失稳运动还受到采空区矸石支撑、顶板有效位能作用及高位顶板悬长等的制约，是采场来压强弱的重要影响因素;大空间采场条件下“煤体-支架”协同承载，所得理论研究成果与基于实测反演分析得到的支架围岩关系研究结论具有较好的一致性，验证了大空间采场覆岩结构理论的正确性。

来源：2019年第11期

《煤炭学报》期刊编辑部

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