煤炭学报

作者：王家臣, 王兆会, 唐岳松, 孙文超, 冯云贵,

关键词：千米深井, 超长工作面, 顶板微震, 分区破断, 区域化控制,

我国煤矿开采深度和工作面长度不断增加，矿压显现剧烈程度逐年走高。为提高深部超长工作面围岩控制效果，以中煤新集口孜东矿121304工作面为工程背景，采用现场实测、理论分析、室内试验等手段研究顶板微震活动规律，揭示顶板分区破断与动态迁移机制。结果表明：千米深井超长工作面支架阻力呈现“中间小、两端大”的谷形分布特征，顶板破断有异于常规采场的“O-X”模式；工作面不同推进阶段，顶板破断引起的高能级微震事件位置在工作面长度方向上动态变化，表明基本顶破断存在分区和动态迁移现象；工作面中部高能级微震事件携带能量小于工作面两侧，造成中部动载冲击效应弱，与支架阻力谷形分布吻合；将超前采动应力大于基本顶初始屈服强度的区域定义为峰值影响区，区内应力集中驱动超前裂隙萌生，应力释放和应力旋转促进裂隙扩展，揭示了旋转性采动应力驱动超前裂隙发育机理；构建了基本顶分区破断与动态迁移力学模型，原生裂隙和采动裂隙改变了基本顶局部边界条件，引发基本顶分区破断现象，由中部峰值影响区至工作面两侧，基本顶极限承载能力降低，导致分区破断动态迁移现象；峰值影响区基本顶破断尺寸小于非峰值影响区，解释了121304工作面支架阻力呈谷形分布的原因；根据千米深井超长工作面基本顶分区破断与动态迁移模式，提出了工作面围岩区域化控制方法，中部峰值影响区液压支架采用成组协同移架方式，其他区域采用独立移架方式，提高了121304工作面围岩控制效果。

来源：2023年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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