基于分区支承力学模型的综放工作面顶板矿压演化与压架预测
徐刚1
张春会2
蔺星宇1
迟国铭3
范志忠1
于永江4
1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;中煤科工开采研究院有限公司,北京 1000142.河北科技大学建筑工程学院,河北石家庄050018;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新1230003.国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司,陕西神木7193154.辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000
摘要：为预测综放工作面压架灾害,在综放顶板分区支承力学模型基础上,提出了综放工作面大采厚顶板矿压演化计算方法和支架压架判据,编制了相应的计算程序,分析了综放工作面顶板矿压演化规律,研究结果表明:①综放工作面顶板矿压演化包括4个阶段,分别为缓慢增阻阶段、顶板断裂阶段、快速增阻阶段和失稳阶段.②缓慢增阻阶段顶板沉降量小,支架增阻量小,顶板来压不强烈;快速增阻阶段顶板沉降量大,支架增阻显著.③顶板断裂阶段是矿压从缓慢增阻向快速增阻转变的过渡阶段.顶板煤壁前方断裂时,顶板的边界条件改变,顶板来压剧烈,支架增阻量大,易于引起安全阀开启,若顶板沉降量超过支架活柱允许压缩量,引发大面积切顶压架事故.④当工作面推进至断裂线处,顶板失稳,支架急增阻,若垮落覆岩作用于支架上的荷载超过支架额定工作阻力,安全阀开启,易于引发大面积压架事故.⑤支架额定工作阻力和初撑力设计应遵循的原则是:在缓慢增阻和快速增阻阶段,支架承担的荷载不超过支架额定工作阻力;在顶板断裂阶段,支架应具有足够的可压缩空间卸位让压;在失稳阶段,支架应具有足够的额定工作阻力承担垮落覆岩作用荷载.⑥酸刺沟煤矿6105-2综放工作面采用ZF15000/26/42四柱支承掩护式支架,初撑力10 800 kN,支架额定工作阻力不足,易于发生大面积压架事故.
关键词：矿压演化压架判据综放工作面分区支承力学模型支架额定工作阻力
分类号：TD326(矿山压力与支护)
资助基金：国家应急管理部科技助力经济重点资助项目(SQ2020YFF0426364)河北省教育厅重点资助项目(ZD2020338)天地科技股份有限公司科技创新基金重点资助项目(KJ-2019-TDKCZD-01)
论文发表日期：2022-10-28
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：12( 3622-3633 )
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