郭玉强+刘玉元

摘 要：为解决综采工作面安全通过超大片帮及漏冒顶问题，采用相似材料模拟与现场实际数理分析相结合的方法，浅析大倾角坚硬顶板综采工作面冒顶机理；通过冒顶区域的设计方案是在工作面以外10m处新开设排矸巷，按照边排矸边支护边穿顶的方式支护冒顶区域，然后打设单体支柱护顶，保证正常推采后按照仰斜开采的方式，实现了工作面快速通过冒顶区域及安全回采。

关键词：大倾角；冒顶；机理分析；支护设计

Abstract： In order to solve the problem of roof safety in 1905S fully mechanized coal mining face， the similar material simulation and the practical mathematical analysis are used to analyze the roof failure mechanism of fully mechanized longwall top coal caving mining face. The plan is to set up the new gangue lane 10 meters away from the working face， support the roofing area according to the side edge support and the roofing， and then set up the single pillar to protect the roof， to ensure normal mining in accordance with the tilt mining Way， to achieve the face quickly through the roof area and safe mining.

Keywords： Large angle； Coal mine roof caving； Mechanism analysis Support design

中圖分类号：TD327 文献标识码：A

1.工作面概况

1905S工作面位于福城煤矿+520水平一采区南翼，工作面走向长平均742.6m，倾斜长平均159.2m，埋深339.3m～467.8m。开采煤层总体厚度4.25m，煤层倾角在37.7°～43°，平均41°，工作面内地质条件较复杂。2016年7月下旬，1905S工作面从30#向溜尾方向发生多次不同程度的架前片帮事故。因大面积悬顶未及时加强支护，于7月31日工作面40-80#支架前方发生大面积冒顶事故，冒顶长度70m，冒落宽度平均15m，冒落高度最高37.6m，总冒落矸石近4000m?，如图1所示。

2.煤层顶底板特性及矿压参数

根据相近工作面及本工作面实测，1905S工作面直接顶为灰岩及砂岩，厚度10.0m；基本顶为砂岩和泥岩，厚度11m；直接底为砂质泥岩，厚度3.5m。直接顶初次垮落步距28m，周期来压步距25m，工作面最大冒落带高度预计18m。工作面采用走向长壁综合机械化采煤法，根据顶板特性，采用ZY9000/24/50支撑掩护式液压支架支护顶板，采空区处理方法为全部垮落法充填采空区。

3.冒顶机理分析

3.1 大倾角煤层采动后围岩变形

1905S工作面煤层开采后，沿采面倾斜中、上部的冒落矸石下滑充填作用，使采面下部的顶板岩层受到下滑冒矸支撑作用，此处的直接顶及其上覆岩层较早达到相对稳定的状态。……