李化敏,蒋东杰,李东印

(河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003)

特厚煤层大采高综放工作面矿压及顶板破断特征

李化敏,蒋东杰,李东印

(河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003)

针对大采高综放工作面覆岩活动空间大、开采扰动强烈的特点,以不连沟煤矿特厚煤层大采高综放开采为背景,采用现场实测和理论分析等方法对大采高综放采场矿压及顶板运移破断特征进行分析,建立了大采高综放采场周期来压岩层破断的力学模型,得出了液压支架工作阻力的计算方法。结果表明：大采高综放工作面来压时安全阀开启频繁、顶板快速下沉,额定工作阻力13 800 kN的液压支架不能满足顶板控制的需要;开采空间的增大、直接顶厚度增大,低位基本顶转化为直接顶成为悬臂结构、高位基本顶形成砌体梁,二者形成“上位砌体梁-下位倒台阶组合悬臂结构”;工作面来压强烈、动载明显、持续时间短的矿压现象是由于高位砌体梁结构滑落失稳造成的,据其力学特征确定了液压支架的工作阻力。

特厚煤层;大采高;综放工作面;组合悬臂梁;砌体梁;支架工作阻力

随着大采高和综放技术及装备的发展,将大采高综放开采二者有机结合,形成了我国8～15 m煤层开采的独具特色的采煤方法,成为条件适宜矿井实现安全高产高效开采的重要技术途径[1-2]。近年来,很多学者对大采高综放工作面顶板结构进行了深入研究,文献[3-4]通过相似模拟实验和理论分析认为综放开采时直接顶岩块在渐进流动过程中能形成上位直接顶“散体拱”结构,并对“散体拱”的失稳机理进行了分析。……