唐文胜　刘小强　张世源　解毅

摘要：文章对小河嘴煤矿2108工作面薄煤层沿空留巷顶板运动模式及顶板压力进行了研究，提出了薄煤层开采顶板压力计算方法，建立了小河嘴煤矿2108工作面薄煤层沿空巷道卸压短臂梁力学模型，根据该模型进行了小河嘴煤矿2108工作面顶板爆破孔深度和角度设计，并在该工作面进行了现场应用。

关键词：薄煤层；卸压短臂梁；力学模型；沿空留巷；煤炭开采 文献标识码：A

中图分类号：TD823 文章编号：1009-2374（2016）08-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.077

1 概述

由于薄煤层开采，煤层赋存厚度小，回采后煤层采空区高度较小，顶板在周期来压作用下，将产生弯曲或断裂。传统长壁开采方式的采空区顶板运动模式将煤层顶板视为一块单向简支板，当直接顶弯曲破坏时的极限挠度大于采空区高度时，直接顶弯曲下沉后其最低点触底，但此时尚未达到断裂破坏时的极限挠度，采空区上方顶板将以弯曲下沉为主，不产生折断和垮落。本文所研究的小河嘴煤矿2108工作面，煤层平均厚度仅为0.65m，直接顶板为泥质砂岩，工作面走向长度为754m，倾向长度为125m。根据材料力学相关理论，煤层采空之后，顶板简支板在自重荷载的作用下弯曲下沉，其产生断裂破坏时的极限挠度可用式（1）计算：

根据现场工程实际，计算顶板的极限挠度。其中q取“板”自重的均布荷载，即直接顶的自重荷载，直接顶的砂质泥岩的重度取25.5kN/m?，则q=25.5×125×20=6375kN/m，砂质泥岩的弹性模量E=441MPa，则ω=2.46m，由于煤层较薄，3118工作面采空区的高度H=0.8m小于直接顶的破坏挠度ω=2.46m，在其达到破坏挠度之前，其最低点“触底”，不能发生“断裂破坏”。……