大倾角煤层长壁开采覆岩走向受载与破坏特征
罗生虎1
田程阳2
伍永平3
解盘石3
王红伟3
1.西安科技大学理学院,陕西西安710054;西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安7100542.西安科技大学理学院,陕西西安7100543.西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安710054;西安科技大学能源学院,陕西西安710054
摘要：对围岩的有效控制是大倾角煤层长壁工作面安全高效开采的关键,以2130煤矿25221大倾角综采工作面为研究背景,采用"理论分析+模拟实验+现场监测"相结合的研究方法,在对工作面矿压显现规律及其成因综合厘定与分析的基础上,通过构建采空区矸石充填模型和顶板走向力学模型,系统研究了采空区矸石的非均匀充填特征及其非均衡约束下工作面倾向不同区域顶板沿走向岩体结构的受载与失稳特征.结果 显示,采空区矸石充填特征在工作面走向和倾向均呈现出非均匀性,在工作面倾向中上部区域支架后方采空区底板上易形成倒三角自由面,且其非均匀性随着煤层倾角、采高和工作面长度的增大而增大.在垮落矸石非均衡约束效应影响下,顶板的受载与变形破坏特征不仅在工作面倾向具有明显的非对称特性,倾向不同区域顶板沿走向的受载与变形破坏特征及其所形成围岩结构的基本形态之间亦存在显著差异.沿工作面倾向自下而上,受采空区矸石充填量与密实程度逐渐减小、矸石与支架间距离逐渐增大的影响,采空区充填矸石对工作面围岩稳定的贡献度逐渐减弱,围岩的运移空间、频次和幅度等逐渐增大,围岩结构的稳定性逐渐减弱,支架的受载量及其变化幅度逐渐增大,"支架-围岩"系统的稳定性等逐渐减弱,且易形成较大来压.
关键词：大倾角煤层长壁开采采空区充填矸石顶板稳定性
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51974227)国家自然科学基金(51634007)陕西省自然科学基础研究计划(2021JLM-10)
论文发表日期：2021-07-28
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( 2227-2236 )
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