杨登峰, 张拥军, 徐文协, 王观群, 高祥壮

(1.青岛理工大学理学院,青岛 266033；2. 青岛理工大学土木工程学院,青岛 266033；3.青岛北洋建筑设计有限公司,青岛 266071)

在中国西北的甘肃、宁夏及内蒙等地富含大量浅埋煤层,其埋深通常在150 m以内,煤层赋存具有浅埋深、薄基岩和上覆厚松散砂层等典型特征[1]。随着煤炭开采机械化程度的不断提高,煤层一次采出厚度也大幅增加,大采高容易造成覆岩破坏范围的加大,顶板来压难以形成稳定的“砌体梁”式结构,容易出现直至地表的全厚式切落,造成大范围切顶压架事故,矿压显现更加剧烈也更加复杂,给矿山企业的安全生产带来诸多隐患。

中国众多学者针对综采工作面大采高条件下的矿压显现规律进行了深入研究。王兆会等[2]通过数值模拟及理论分析指出浅埋煤层工作面采高增大基本顶破断块体长度长度较小,难以形成稳定结构,是基本顶结构容易发生切落的主要原因；唐辉[3]提出了浅埋煤层大采高工作面出现了大小周期来压的现象；张宏伟等[4]通过指出随着采高的增大工作面超前支承压力的范围也不断增大,关键层的破断对矿压显现具有控制作用；张立辉等[5]通过研究首个8 m大采高工作面矿压显现规律,指出随采高增大煤壁片帮严重,顶板来压出现“大-小”不规则来压趋势,来压步距较小,矿压显现剧烈；金向阳等[6]指出大采高坚硬顶板来压显现剧烈,极易出现片帮冒顶事故；朱恒中等[7]通过现场实测指出浅埋煤层采场过冲沟发育区时来压步距减小且来压较频繁,通过后来压恢复正常,支承压力出现“下降-稳定-上升”分布特征,来压时支架过载率高,容易造成压架灾害；……