大倾角煤层长壁开采顶板受载与变形破坏倾角效应
罗生虎1
田程阳2
伍永平3
皇普靖宇3
王红伟3
解盘石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：大倾角煤层长壁工作面安全高效开采的关键是对围岩的有效控制,以新疆2130煤矿25221大倾角长壁综采工作面为研究背景,采用"现场监测+数值计算+模拟实验+理论分析"相结合的研究方法,在对顶板的破坏-运移-充填特征综合厘定与分析的基础上,构建顶板力学模型,系统研究了充填矸石非均衡约束条件下顶板的非对称变形破坏特征及其倾角效应.结果 表明:在大倾角煤层开采中,煤层倾角的变化不仅会改变顶板的受载特征,亦会改变其对应的边界条件,且较前者而言,后者对顶板非对称变形破坏特征的影响更为显著.随着煤层倾角的增大,顶板所受法向载荷逐渐减小,充填矸石对顶板的非均衡约束效应逐渐增强,顶板的挠度和弯矩明显减小,挠度和弯矩沿工作面倾向的演化规律明显改变,顶板的最大变形位置由倾向中部区域向倾向上部区域迁移,项板的最大弯矩位置由倾向下侧区段煤柱→倾向上侧区段煤柱→倾向中上部区域迁移.工作面倾向下部区域顶板受充填矸石支撑载荷作用后稳定性增强,顶板破坏运动的活动范围上移,工作面倾向中上部区域顶板岩层运动的幅度和剧烈程度加大,该区域煤壁、"支架-围岩"系统等在工作面推进过程中易出现动态失稳而引发困岩灾变.
关键词：大倾角煤层非均匀充填顶板变形破坏倾角效应
分类号：TD821(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(51974227)国家自然科学基金(51634007)国家自然科学基金(51974230)山东省重大科技创新工程资助项目(2019JZZY020326)
论文发表日期：2021-11-30
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( 1041-1050 )
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