煤炭学报

作者：罗文, 余伊河, 王文,

关键词：空巷, 顶板超前断裂, 煤柱, 泵送支柱, 等压开采,

神东矿区各矿井在回采过程中由于工作面布置方式调整，工作面前方常会出现以往工作面空巷。为避免工作面过空巷期间发生顶板事故，总结了神东矿区多个工作面和空巷赋存条件、过空巷处理方法与矿压控制效果，分析了工作面过空巷期间顶板超前断裂失稳机理。综合考虑空巷、泵送支柱、煤柱与支架对顶板的不同支撑作用，采用数值模拟研究了不同煤柱尺寸、周期来压破断位置、空巷跨度与泵送支柱强度条件下，工作面过空巷期间顶板下沉和弯曲拉应力分布情况，结果表明：随着空巷与工作面斜角度从90°垂直减小至0°平行，空巷对工作面影响的推进长度减小，但过空巷期间工作面矿压显现范围增大，强度更加剧烈。工作面过空巷期间矿压显现强度主要受煤柱尺寸、过空巷前上一次顶板断裂位置、空巷跨度和空巷支护情况等因素的控制。随着工作面靠近空巷，煤柱必然逐渐失稳，且大多数空巷在工作面开采前已经存在，其跨度难以改变。神东矿区通过加强巷道顶板支护和通过等压调整顶板周期破断位置以实现工作面过空巷期间的矿压控制。随着泵送支柱峰值强度和弹性模量的增大，对空巷顶板的控制效果明显，但在顶板悬露过长时可能发生失稳破坏并失去承载能力。当顶板周期断裂位置分别位于过空巷前后，过空巷期间顶板能够承担主要上覆载荷，采场矿压得到有效控制；反之，顶板将在过空巷期间发生超前断裂，导致发生冒顶和压架事故。最后以神东矿区哈拉沟煤矿综采工作面过空巷为例，分析了泵送支柱和等压开采在工作面过空巷期间的矿压控制效果，为神东矿区乃至其他矿区工作面过空巷期间矿压控制提供借鉴。

来源：2024年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

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