黄庆享，马龙涛，董 博，沈滨和

（西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054）

大采高工作面等效直接顶与顶板结构研究

黄庆享，马龙涛，董 博，沈滨和

（西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054）

在现场实测统计分析的基础上，通过模拟实验和数值计算，揭示了大采高工作面直接顶变厚和覆岩结构铰接点上移的机理，给出了“等效直接顶”的定义。研究得出浅埋煤层大采高工作面顶板结构主要表现为双关键层结构，下组关键层为“高位台阶岩梁”结构，上组关键层为“短砌体梁”结构，工作面来压将出现大小周期来压现象。等效直接顶的破断为上部拉破断下部剪破断，等效直接顶的重量是工作面支架载荷的主要来源。大采高工作面支架初撑力应大于等效直接顶的重量，支架工作阻力主要由等效直接顶重量构成，占77%，支架额定工作阻力约为初撑力的1.3倍。

大采高；等效直接顶；高位台阶岩梁结构；支护阻力；浅埋煤层

0 引 言

榆神府矿区是我国重要的煤炭基地，为实现高产高效，大采高综采方法得到普遍应用[1-2]。为了控制工作面顶板，矿区不断增加支架的支撑能力从过去的6 000 kN/架，增大到17 000 kN/架，支护成本直线上升。研究表明，大采高综采面顶板结构主要表现为双关键层结构[3-4]，但是分析的思路仍然沿用普通采高工作面的方法，大采高工作面的来压机理和顶板结构尚需系统研究[5-6]。

文中在实测的基础上，通过物理模拟和数值计算模拟，掌握浅埋煤层大采高工作面等效直接顶破断演化过程，揭示等效直接对老顶结构变化和支架受力的影响，揭示大采高工作面来压的机理，为确定合理的支架阻力提供理论依据。……