浅埋超大采高工三面覆岩“切落体”结构模型及应用
尹希文
天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013
摘要：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8.8m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11m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5.89 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8.8m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8.8m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.
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
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0603000)国家自然科学基金(1051604152)国家自然科学基金(KJ-2018-TDKCZL-07)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 1961-1970 )
英文信息