特厚煤層大采高綜放工作面礦壓及頂板破斷特征

李化敏,蔣東杰,李東印

(河南理工大學能源科學與工程學院,河南焦作 454003)

特厚煤層大采高綜放工作面礦壓及頂板破斷特征

李化敏,蔣東杰,李東印

(河南理工大學能源科學與工程學院,河南焦作 454003)

針對大采高綜放工作面覆巖活動空間大、開采擾動強烈的特點,以不連溝煤礦特厚煤層大采高綜放開采為背景,采用現場實測和理論分析等方法對大采高綜放采場礦壓及頂板運移破斷特征進行分析,建立了大采高綜放采場周期來壓巖層破斷的力學模型,得出了液壓支架工作阻力的計算方法。結果表明：大采高綜放工作面來壓時安全閥開啟頻繁、頂板快速下沉,額定工作阻力13 800 kN的液壓支架不能滿足頂板控制的需要;開采空間的增大、直接頂厚度增大,低位基本頂轉化為直接頂成為懸臂結構、高位基本頂形成砌體梁,二者形成“上位砌體梁-下位倒臺階組合懸臂結構”;工作面來壓強烈、動載明顯、持續時間短的礦壓現象是由于高位砌體梁結構滑落失穩造成的,據其力學特征確定了液壓支架的工作阻力。

特厚煤層;大采高;綜放工作面;組合懸臂梁;砌體梁;支架工作阻力

隨著大采高和綜放技術及裝備的發展,將大采高綜放開采二者有機結合,形成了我國8～15 m煤層開采的獨具特色的采煤方法,成為條件適宜礦井實現安全高產高效開采的重要技術途徑[1-2]。近年來,很多學者對大采高綜放工作面頂板結構進行了深入研究,文獻[3-4]通過相似模擬實驗和理論分析認為綜放開采時直接頂巖塊在漸進流動過程中能形成上位直接頂“散體拱”結構,并對“散體拱”的失穩機理進行了分析。……